CN207123977U - 物体直线运动情况同步记录实验器 - Google Patents

Abstract

一种物体直线运动情况同步记录实验器，其特征在于：包括平台；纸带，沿长度方向展开后固定在所述平台上；小车，设于台面上并能在台面上做直线运动，小车上安装有用以对固定在平台上的纸带进行打点的打点装置，打点装置能随小车同步移动；用以驱动打点装置工作的导电机构。纸带固定不动，避免了纸带与其他部件之间摩擦造成的实验误差，实验准确性高；且小车带动打点装置移动以在纸带上留下系列点迹，纸带上记录的点迹位置与小车运动时的位置同步对应，无需将纸带倒置进行计算，便于理解且方便实用。

Description

物体直线运动情况同步记录实验器

技术领域

本实用新型涉及教学设备领域，具体涉及一种物体直线运动情况同步记录实验器。

背景技术

电磁打点计时器和电火花计时器均是以打点的方式把物体的运动情况记录在纸带上的计时仪器，是高中物理实验教学中常用的仪器。在人教版高中物理课程中，有“研究匀变速直线运动的规律”、“验证牛顿第二定律”、“验证机械能守恒定律”等学生实验需要用到电磁打点计时器或电火花计时器。

目前的电火花打点计时器大多如专利CN205485335U(专利号为ZL201620210642.9)公开的《一种用于学生物理实验的便携式电火花计时器》所示，纸带位于纸带限位孔内，纸带在小车或其他重物的牵引下运动，通过放电针将墨粉纸盘上的墨粉熔化，在纸带上留下点迹，根据这些点迹研究物体的运动规律。但是其存在如下缺陷：1.纸带与限位孔之间有摩擦，影响纸带的平稳直线运动，从而带来较大的实验误差；且纸带的位置被纸带限位孔所限制，放电针只能在纸带上打出一个系列点，纸带利用率低；2.在打点结束后，纸带前段的点间距较小，越往后点间距越大，说明纸带越靠近末端对应的物体运动速度越大，打点的时间和空间不是一一对应的关系，打点结束后，在计算时，确保纸带上的点间距从左至右间距逐渐变大，需要将纸带倒置，才能进行计算和理解，故使用不人性化，且耗时；3.由于其墨粉纸限位针和放电针的位置均固定，所以墨粉纸上只有与放电针位置对应的部位(墨粉纸的某一圆周附近)的墨粉被利用(吸附到纸带上)，其余绝大部分的墨粉没有被利用上，最后被丢弃而造成墨粉纸浪费。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种纸带上记录的点迹位置与小车运动时的位置同步对应的物体直线运动情况同步记录实验器。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种物体直线运动情况同步记录实验器，其特征在于：包括具有台面的平台；纸带，沿长度方向展开后固定在平台上；小车，设于台面上并能在台面上做直线运动，小车上安装有用以对固定在平台上的纸带进行打点的打点装置，打点装置能随小车同步移动；用以驱动打点装置工作的导电机构，导电机构、平台、小车及打点装置形成导电回路。

作为进一步改进，所述打点装置包括放电针以及墨粉盘，所述纸带位于放电针与墨粉盘之间，放电针在导电机构的作用下，将墨粉盘上的墨粉熔化，在纸带上留下点迹，从而根据这些点迹研究物体的运动规律。

再改进，所述打点装置上设有调节装置，所述调节装置能够调节打点装置对纸带的打点位置；所述调节装置包括与放电针固定连接的扭簧，所述放电针能在扭簧的作用下转动一定角度从而调节放电针在纸带上打点的位置，实现在一条纸带上多次打点记录多次运动情况，且多次系列点迹不重叠。

再改进，所述小车上设有支架，所述打点装置安装于支架上；所述支架上设有定位轴，所述扭簧一端套设于定位轴上，另一端与放电针固定连接或一体成型。为方便师生控制放电针转动的角度，可在支架上设置刻度线，扭簧一端转动至刻度线的不同位置，另一端带动放电针转动一定角度，从而在纸带不同位置进行打点。

再改进，所述导电机构包括高压脉冲电源以及高压线，所述墨粉盘位于纸带与高压线之间，所述高压脉冲电源的一极与高压线连接，所述高压脉冲电源的另一极与金属平台连接；所述平台为金属平台，所述支架为金属支架，所述支架上设有绝缘块，所述绝缘块上设有限位针，所述墨粉盘插设于限位针上，以形成电流回路。所述打点装置、平台、小车及导电机构形成导电回路，电源接通后驱动打点装置工作进行打点。

再改进，所述平台的台面底部两侧各固定有绝缘支撑块，所述绝缘支撑块上均设有连接板，所述高压线和纸带的两端部均固定于连接板上并处于张紧状态。

再改进，两个所述连接板上均设有能够弯折的金属丝，所述金属丝一端连接于连接板上，另一端位于纸带和高压线之间并能够弯折。通过金属丝弯折不同的角度使墨粉盘与纸带和高压线之间具有适当的摩擦力，该摩擦力能够使墨粉盘转动，以使墨粉盘不同部位的墨粉都能够被利用。

再改进，所述连接板和支架均垂直于平台所在的平面设置，教师在讲解时，方便学生查看纸带上的点迹；或者，所述连接板和支架均平行于平台所在的平面设置，方便学生在进行试验时查看纸带上的点迹。

再改进，所述平台两侧设有与小车的轮子相配合的导轨，以使小车平稳直线运动，防止小车在运动时运行轨迹偏移，导致实验偏差较大；所述平台的起始端和终点端均设有限位块，通过在起点端设置限位块，使小车每次运动都从同一位置开始，提高实验准确度；终点端的限位块上套设有缓冲件，不仅对小车起限位作用，还能防止小车在终点时与限位块撞击损坏实验器材。

再改进，所述实验器还包括牵引装置，所述牵引装置包括牵引带以及安装在平台末端的定滑轮，所述牵引带一端连接于小车上，另一端绕过定滑轮与坠块连接，小车在坠块的重力作用下沿平台运动，通过改变坠块的重量，可以调节小车的运行速度。

与现有技术相比，本实用新型的优点：1.小车带动打点装置移动以在纸带上留下系列点迹，纸带上记录的点迹位置与小车运动时的位置同步对应，无需将纸带倒置进行计算，便于理解且方便实用；且纸带固定不动，避免了纸带与其他部件之间摩擦造成的实验误差，实验准确性高；2.放电针对应纸带的打点位置可调，从而可以在一条纸带上留下多个系列点迹，纸带利用率高；3.通过将连接板和支架垂直或平行于平台所在的平面设置，对应的使纸带也垂直或平行于平台所在的平面，既方便教师进行讲解，也方便学生自行实验；4.通过金属丝弯折调节墨粉盘相对纸带和高压线的距离，墨粉盘与纸带和高压线的摩擦力使其能够转动，从而可以充分利用墨粉盘上不同部位的墨粉，利用率高。

附图说明

图1为本实用新型实施例的纸带垂直于金属平台的结构示意图；

图2为图1的A处放大图；

图3为图1的另一方向的结构示意图；

图4为图3的B处放大图；

图5为本实用新型实施例的纸带平行于金属平台的结构示意图；

图6为图5的另一方向的结构示意图；

图7为图6的A处放大图；

图8为图6的B处放大图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1～8所示，为本实用新型的优选实施例。

一种物体直线运动情况同步记录实验器包括具有台面的平台1、纸带3、小车2、牵引装置、打点装置以及用以驱动打点装置工作的导电机构，其中平台1为金属平台。

纸带3沿长度方向展开后固定在平台1上，小车2设于台面上并能在台面上做直线运动，小车2上安装有用以对固定在平台1上的纸带3进行打点的打点装置，打点装置能随小车2在牵引装置的带动下同步移动。

牵引装置包括牵引带81以及安装在平台1末端的定滑轮82，小车2朝向定滑轮82的一侧设有挂钩23，牵引带81一端连接于挂钩23上，另一端绕过定滑轮82与坠块83(如砝码或吊桶等其他装置)连接，小车2在坠块83的重力作用下沿平台1运动，通过改变坠块83的重量，可以调节小车2的运行速度。平台1两侧设有与小车2的轮子24相配合的导轨13，轮子24的轮轴与导轨13保持紧密配合；且平台1的起始端和终点端均设有限位块14，终点端的限位块14上还套设有缓冲件15(如弹簧)，保证小车2做直线运动且每次实验从同一位置出发，在终点时又不会与限位块14碰撞，损坏实验器材。

其中导电机构包括高压脉冲电源以及高压线61，高压线61为铜丝。打点装置包括放电针41以及墨粉盘42，墨粉盘42位于纸带3与高压线61之间，纸带3位于放电针41与墨粉盘42之间。平台1的两端部分别固定于两个绝缘支撑块11上，绝缘支撑块11上均设有连接板12，连接板12上均开设有固定孔，两个固定孔到平台1的距离适当并等高，高压线61的两端部分别插设于固定孔内使高压线61处于张紧状态，纸带3的两端部分别通过夹子或其他固定装置被夹紧在连接板12上从而处于张紧状态，绝缘支撑块11和连接板12均可选用木材材质。

小车2上安装有支架21，该支架21为金属支架，放电针41安装于支架21上，支架21上设有绝缘块25，绝缘块25上设有限位针421，墨粉盘42插设于限位针421上，打点装置为小车2的随动部件，该绝缘块25可为塑料制品，限位针421为铜丝。

进行实验时，小车2在坠块83的重力作用下沿平台1做直线运动，与此同时，高压脉冲电源的正极与高压线61连接，高压脉冲电源的负极与平台1连接，平台1、小车2、高压线61、打点装置形成导电回路，电源接通后，放电针41在导电机构的作用下，将墨粉盘42上的墨粉熔化，在纸带3上留下点迹，从而根据这些点迹研究物体的运动规律。

打点装置上设有调节装置以调节打点装置对应纸带3的打点位置，调节装置包括与放电针41固定连接的扭簧5，扭簧5和放电针41均可为铜丝。支架21上设有定位轴22，扭簧5一端套设于定位轴22上，另一端与放电针41一体成型。为方便师生控制放电针41转动的角度，还可在支架21上设置刻度线，扭簧5一端转动至刻度线的不同位置，另一端带动放电针41转动一定角度，从而在一条纸带3上多次打点记录多次运动情况，且多次系列点迹不重叠。

为提高墨粉盘42的利用率，纸带3与高压线61之间设有能够弯折的金属丝7，连接板12上设有销轴71，金属丝7一端套设于销轴71上，另一端位于纸带3和高压线61之间并能够弯折，通过将金属丝7弯折不同的角度使墨粉盘42与纸带3和高压线61之间具有适当的摩擦力，该摩擦力能够使墨粉盘42转动。

为增强该仪器的实用性，如图1所示，连接板12和支架21均垂直于平台1所在的平面设置，教师在讲解时，方便学生查看纸带3上的点迹；或者，如图5所示，连接板12和支架21均平行于平台1所在的平面设置，方便学生在进行试验时查看纸带3上的点迹。

为减轻小车2的重量且降低成本，小车2的车身可设计为塑料的，但小车2与导轨13接触的轮子24等需为金属等能够导电的材料。

尽管以上详细地描述了本实用新型的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种物体直线运动情况同步记录实验器，其特征在于：包括

具有台面的平台(1)；

纸带(3)，沿长度方向展开后固定在所述平台(1)上；

小车(2)，设于台面上并能在台面上做直线运动，小车(2)上安装有用以对固定在平台(1)上的纸带(3)进行打点的打点装置，打点装置能随小车(2)同步移动；

用以驱动打点装置工作的导电机构，导电机构、平台(1)、小车(2)及打点装置形成导电回路。

2.根据权利要求1所述的物体直线运动情况同步记录实验器，其特征在于：所述打点装置包括放电针(41)以及与放电针(41)对应设置的墨粉盘(42)，所述纸带(3)位于放电针(41)与墨粉盘(42)之间。

3.根据权利要求2所述的物体直线运动情况同步记录实验器，其特征在于：所述打点装置上设有调节装置，所述调节装置能够调节打点装置对纸带(3)的打点位置；所述调节装置包括与放电针(41)固定连接的扭簧(5)，所述放电针(41)能在扭簧(5)的作用下转动一定角度从而调节放电针(41)在纸带(3)上打点的位置。

4.根据权利要求3所述的物体直线运动情况同步记录实验器，其特征在于：所述小车(2)上设有支架(21)，所述打点装置安装于支架(21)上；所述支架(21)上设有定位轴(22)，所述扭簧(5)一端套设于定位轴(22)上，另一端与放电针(41)固定连接。

5.根据权利要求4所述的物体直线运动情况同步记录实验器，其特征在于：所述导电机构包括高压脉冲电源以及高压线(61)，所述墨粉盘(42)位于纸带(3)与高压线(61)之间，所述高压脉冲电源的一极与高压线(61)连接，所述高压脉冲电源的另一极与平台(1)连接；所述平台(1)为金属平台，所述支架(21)为金属支架；所述支架(21)上设有绝缘块(25)，所述绝缘块(25)上设有限位针(421)，所述墨粉盘(42)插设于限位针(421)上。

6.根据权利要求5所述的物体直线运动情况同步记录实验器，其特征在于：所述平台(1)的台面底部两侧各固定有绝缘支撑块(11)，所述绝缘支撑块(11)上均设有连接板(12)，所述高压线(61)和纸带(3)的两端部均固定于连接板(12)上并处于张紧状态。

7.根据权利要求6所述的物体直线运动情况同步记录实验器，其特征在于：两个所述连接板(12)上均设有能够弯折的金属丝(7)，所述金属丝(7)一端连接于连接板(12)上，另一端位于纸带(3)和高压线(61)之间并能够弯折。

8.根据权利要求6所述的物体直线运动情况同步记录实验器，其特征在于：所述连接板(12)和支架(21)均垂直于平台(1)所在的平面设置；或者，所述连接板(12)和支架(21)均平行于平台(1)所在的平面设置。

9.根据权利要求1所述的物体直线运动情况同步记录实验器，其特征在于：所述平台(1)两侧设有与小车(2)的轮子(24)相配合的导轨(13)；所述平台(1)的起始端和终点端均设有限位块(14)，且终点端的限位块(14)上套设有缓冲件(15)。

10.根据权利要求1所述的物体直线运动情况同步记录实验器，其特征在于：所述同步记录实验器包括带动小车(2)直线运动的牵引装置，所述牵引装置包括牵引带(81)以及安装在平台(1)末端的定滑轮(82)，所述牵引带(81)一端连接于小车(2)上，另一端绕过定滑轮(82)与坠块(83)连接。