CN203232588U - 平抛运动分析仪 - Google Patents
平抛运动分析仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203232588U CN203232588U CN 201320039258 CN201320039258U CN203232588U CN 203232588 U CN203232588 U CN 203232588U CN 201320039258 CN201320039258 CN 201320039258 CN 201320039258 U CN201320039258 U CN 201320039258U CN 203232588 U CN203232588 U CN 203232588U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- white background
- usb
- analysis meter
- camera
- parabolic motion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Image Analysis (AREA)
Abstract
本实用新型公开了平抛运动分析仪，包括有个人电脑、电脑USB口连接USB线，所述USB线连接USB摄像头；所述USB摄像头正对前方白色背景板，所述白色背景板上安装有金属导轨，所述白色背景板右前方安装有补充光源；所述USB摄像头、白色背景板和补充光源安装在铝合金箱。本实用新型有以下优点：一是非常形象、直观，通过虚拟仪器对数据分析和处理，并绘制出图像，我们可以清晰地观察平抛运动的特性；二是操作方便，而本系统是在做实验的同时，已经将实验结果呈现出来；三是更加准确，通过电脑分析出来的数据精确度高，基本与理论结果一致；四是价格便宜，性价比高，只需要花几十元新购置一个摄像头，其它仪器都是实验室现有的器材，适合在学校实验室中推广使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及到平抛运动测量技术领域，尤其是一种平抛运动分析仪。
背景技术
研究平抛运动的规律是高中物理新课标学生实验中非常重要的探究实验之一，在整个高中物理课程中占有重要的地位。
关于平抛运动规律的实验，新课标要求实验能设法描绘物体做平抛运动的轨迹，通过轨迹研究平抛运动的特点，判断其运动轨迹是不是抛物线，并计算平抛物体的初速度。因此，如何精确描绘出平抛运动的轨迹，是实验的关键。而在实际操作中，由于抛体运动轨迹受时间和空间的限制，往往很难真实、精确地呈现物体的平抛运动轨迹，使实验操作有一定的难度。
在现行教材以及学生实验手册中，教师大多采用描点法来演示这个实验。使用该方法，平抛运动要多次重复，操作时间长。而且，实验结果描画出来的运动轨迹只是一条近似曲线，误差较大，效果并不理想。
除描点法外，也有一些教师采用频闪法来研究平抛运动。该方法可以精确地记录平抛运动的轨迹，但在操作方面也有不足之处：一是对光源和环境的要求比较高，二是照片还要重新导入到电脑才能再呈现出来，需要耗费较多时间。基于这两个因素，频闪法并没有广泛应用于课堂教学。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有的研究平抛运动实验都存在不足的地方，设计既有频闪优点，又简单明了、操作方便的器材。
为实现以上目的，本实用新型采取了以下的技术方案：
平抛运动分析仪，包括有个人电脑、电脑USB口连接USB线，所述USB线连接USB摄像头；所述USB摄像头正对前方白色背景板，所述白色背景板上安装有金属导轨，所述白色背景板右前方安装有补充光源；所述USB摄像头、白色背景板和补充光源安装在铝合金箱。
个人电脑上设计有图像采集程序、图像处理程序、电脑软件界面；所述电脑软件界面设计有原始图像显示框、结果显示框。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：本实用新型利用一个摄影头采集平抛运动时的动态图像；再借助LabVIEW编程环境下开发的虚拟仪器，对获得的图像进行识别和分析处理；然后再把仪器测量到的数据以及虚拟仪器绘制出的图像显示在实验者面前，并最终完成对平抛运动的数据测量。采用该仪器做平抛实验，可将所有点迹一次性描出，操作简单方便。与描点法相比，抛体的运动轨迹与所描述轨迹对应关系直观，学生更容易理解；而且减少了人工描迹、多次重复实验、坐标原点定位不准确、影像不清晰等因素带来的误差，实验更加精确。除此以外，本套系统还有其它四大优点：一是非常形象、直观。通过虚拟仪器对数据分析和处理，并绘制出图像，我们可以清晰地观察平抛运动的特性。二是操作方便。当我们用传统的频闪方法研究平抛运动的规律时，必须将实验地点安排在一个光线比较暗的地方，对实验环境的光源控制得比较好。然后还要将所拍的照片重新输入电脑，再做数据的分析和处理。而本系统是在做实验的同时，已经将实验结果呈现出来。三是更加准确。传统的实验仪器，由于不可忽视的原因会产生较大误差。如：平时学生上课采用平抛运动实验仪，其所打出来的小点很不规则，学生很难准确记录小球的位置，数据误差较大。而利用平抛运动分析仪来做实验，其拍摄出来的圆形图像能精确记录小球运动的轨迹，再通过电脑分析出来的数据精确度高，基本与理论结果一致。四是价格便宜，性价比高。本实验系统的硬件设备中只需要花几十元新购置一个摄像头，其它仪器都是实验室现有的器材。相比于传统频闪方法中需要用到的万元以上的相机，这套系统可谓是物美价廉，性价比很高，适合在学校实验室中推广使用。
附图说明
图1为本实用新型结构原理图。
图2为电脑程序模块结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。
实施例：
请参阅附图1，平抛运动分析仪，其包括有个人电脑(1)、电脑USB口(2)连接USB线(3)，所述USB线(3)连接USB摄像头(4)；所述USB摄像头(4)正对前方白色背景板(5)，所述白色背景板(5)上安装有金属导轨(6)，所述白色背景板(5)右前方安装有补充光源(7)；所述USB摄像头(4)、白色背景板(5)和补充光源(7)安装在铝合金箱(8)。
所述个人电脑(1)上设计有图像采集程序(9)、图像处理程序(10)、电脑软件界面(11)；所述电脑软件界面(11)设计有原始图像显示框(12)、结果显示框(13)。
本实施例先利用一个摄像头采集平抛运动时的动态图像；再借助LabVIEW编程环境下开发的虚拟仪器，对获得的图像进行识别和分析处理；然后再把仪器测量到的数据以及虚拟仪器绘制出的图像显示在实验者面前，并最终完成对平抛运动的数据测量。利用这个平抛运动分析仪可以让学生清晰地理解平抛运动的特性和规律。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (1)
1.平抛运动分析仪，其特征在于：包括有个人电脑(1)、电脑USB口(2)连接USB线(3)，所述USB线(3)连接USB摄像头(4)；所述USB摄像头(4)正对前方白色背景板(5)，所述白色背景板(5)上安装有金属导轨(6)，所述白色背景板(5)右前方安装有补充光源(7)；所述USB摄像头(4)、白色背景板(5)和补充光源(7)安装在铝合金箱(8)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201320039258 CN203232588U (zh) | 2013-01-24 | 2013-01-24 | 平抛运动分析仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201320039258 CN203232588U (zh) | 2013-01-24 | 2013-01-24 | 平抛运动分析仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203232588U true CN203232588U (zh) | 2013-10-09 |
Family
ID=49288696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201320039258 Expired - Fee Related CN203232588U (zh) | 2013-01-24 | 2013-01-24 | 平抛运动分析仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203232588U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104966440A (zh) * | 2015-07-06 | 2015-10-07 | 宁波奇科威数字信息技术有限公司 | 一种用于演示二维平面运动的物理实验装置 |
| CN108090410A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-05-29 | 上海师范大学 | 一种非接触式面部心率监测动感单车及监测方法 |
| CN112309207A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-02-02 | 杭州师范大学 | 一种平抛运动虚实融合实验平台及方法 |
-
2013
- 2013-01-24 CN CN 201320039258 patent/CN203232588U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104966440A (zh) * | 2015-07-06 | 2015-10-07 | 宁波奇科威数字信息技术有限公司 | 一种用于演示二维平面运动的物理实验装置 |
| CN108090410A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-05-29 | 上海师范大学 | 一种非接触式面部心率监测动感单车及监测方法 |
| CN112309207A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-02-02 | 杭州师范大学 | 一种平抛运动虚实融合实验平台及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bernhard | What matters for students’ learning in the laboratory? Do not neglect the role of experimental equipment! | |
| Sokoloff et al. | RealTime Physics: active learning laboratories, module 1: mechanics | |
| CN203232588U (zh) | 平抛运动分析仪 | |
| CN106128178A (zh) | 基于虚拟仪器的实验系统 | |
| Imtinan et al. | The Use of Phyphox Application in Physics Experiments | |
| CN205354440U (zh) | 一种计算机网络教学综合实验仪 | |
| CN105955918B (zh) | 一种实验万用仪系统 | |
| CN204010467U (zh) | 一种平面镜成像演示仪 | |
| bin Ibne Walid et al. | Development of a free fall motion experiment based on smart phone using Phyphox application | |
| CN203480737U (zh) | 探究向心力演示仪 | |
| CN204516158U (zh) | 一种图形学多样性线段及分析直线段演示装置 | |
| Wang et al. | Application of augmented reality technology in chemistry experiment teaching | |
| CN203520725U (zh) | 电气自动化专业教学实验用示波器 | |
| CN206864042U (zh) | 一种物理教学用弹簧弹力演示器 | |
| Khazri et al. | Developing a Remote Practice for Laboratory Experiments on Measuring Instruments. | |
| CN204596192U (zh) | 一种应用于语文教学的背诵录入检查评分装置 | |
| Girwidz et al. | Experiments in physics teaching | |
| CN207249935U (zh) | 一种智能化教育教学装置 | |
| Gautam et al. | Web-enabled simulated and remote control virtual laboratory of transducer | |
| Soppa et al. | Complex of virtual lab works in the university of civil engineering | |
| Ferens | Teaching embedded system design | |
| Slipukhina et al. | Stem approach to physics study of future engines: study of the phenomena of electromagnetic induction | |
| COLLADO et al. | Design of a handheld-based motion graphing application for physics classes | |
| Junior et al. | A strategy using robotics to assist in the process of teaching and learning kinematics | |
| CN203351097U (zh) | 法拉第电磁感应定律探究仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131009 Termination date: 20160124 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |