一種勻變速直線運(yùn)動規(guī)律演示儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及教學(xué)儀器，具體涉及一種勻變速直線運(yùn)動規(guī)律演示儀。
【背景技術(shù)】
[0002]光敏電阻憑借它對光的敏感性(即光譜特性)而得名，具有可靠性好、體積小、靈敏度高、反應(yīng)速度快、光譜特性好等優(yōu)點(diǎn)。與人眼對可見光的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光，都會引起它的阻值變化。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上都有著廣泛的應(yīng)用。
[0003]單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把電路集成到一塊硅片上而構(gòu)成的一個小而完善的微型計算機(jī)系統(tǒng)。廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域。
[0004]傳統(tǒng)探究小車速度隨時間變化規(guī)律的方法是采用“速度-時間圖像”來反應(yīng)小車的運(yùn)動規(guī)律，但是這種方法會遇到很多問題，比如說，紙帶與打點(diǎn)計時器之間存在的摩擦?xí)绊憣?shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)時小車所掛鉤碼的個數(shù)必須要適當(dāng)，小車的質(zhì)量要遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量等等。整個實(shí)驗(yàn)操作過程比較繁瑣，耗時長，不利于實(shí)驗(yàn)的反復(fù)進(jìn)行且實(shí)驗(yàn)演示的直觀效果也不好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種勻變速直線運(yùn)動規(guī)律演示儀，其能直觀的演示出物體勻變速直線運(yùn)動規(guī)律。
[0006]本實(shí)用新型所述的一種勻變速直線運(yùn)動規(guī)律演示儀，包括小車、小車內(nèi)部的激光發(fā)射裝置、小車軌道、以及激光接收裝置，其特征是:
[0007]—激光頭水平固定在所述小車的左前上方，所述激光頭的頭部固定在所述小車的左側(cè)外部，其他部分則固定在所述小車內(nèi)部。
[0008]一第一單片機(jī)固定在所述小車底部前端。
[0009]一電源固定在所述小車底部后端。
[0010]進(jìn)一步，所述小車內(nèi)部還包括若干導(dǎo)線和開關(guān)，將所述激光頭、所述第一單片機(jī)、所述電源、所述開關(guān)電連接，形成一回路。
[0011]—小車軌道，屬于所述激光接收裝置外殼的一部分，位于所述小車下方。
[0012]一光敏電阻，水平均勻分布于所述激光接收裝置中下方，并與所述激光頭等高，與所述單片機(jī)電連接。
[0013]一第二單片機(jī)固定于所述激光接收裝置中部。
[0014]一 LED燈組中各LED燈水平等間距固定于所述激光接收裝置外殼上方，與所述光敏電阻--對應(yīng)，且與所述第二單片機(jī)電連接。
[0015]進(jìn)一步，所述激光接收裝置還包括設(shè)在所述激光接收裝置外殼右下方的電源插頭，與所述光敏電阻、第二單片機(jī)、LED燈組電連接。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果:
[0017](I)實(shí)驗(yàn)操作簡單，可反復(fù)實(shí)驗(yàn)，能有效避免單次實(shí)驗(yàn)可能帶來的偶然性；
[0018](2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯直觀，可以直接通過觀察LED燈組的發(fā)光情況，得出小車勻變速直線運(yùn)動規(guī)律，為課堂節(jié)約時間；
[0019](3)能夠高效直觀地演示出小車勻變速直線運(yùn)動規(guī)律；
【附圖說明】
[0020]圖1是裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖2是裝置原理圖；
[0022]圖3是小車內(nèi)部細(xì)節(jié)圖；
[0023]圖中:1_小車，2-激光頭，3-第一單片機(jī)，4-電源，5-開關(guān)，6-導(dǎo)線，7-激光發(fā)射裝置，8-小車軌道，9-光敏電阻，10-第二單片機(jī)，Il-LED燈組，12-電源插頭13-激光接收
目.ο
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0025]參見圖1、圖2、圖3所示的一種新型勻變速直線運(yùn)動規(guī)律演示儀，包括小車1、激光發(fā)射裝置7、小車軌道8、激光接收裝置13，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:
[0026]一激光頭2水平固定在所述小車左前上方，所述激光頭2的頭部固定在所述小車I左側(cè)外殼上，所述激光頭的其他部分則固定在所述小車內(nèi)部。
[0027]—第一單片機(jī)3固定在所述小車I底部前端，且所述第一單片機(jī)3內(nèi)含一程序(程序可更改)，用于控制所述激光頭2周期性發(fā)光。
[0028]一電源4固定在所述小車I底部后端。
[0029]進(jìn)一步，所述小車I內(nèi)部還包括所述開關(guān)5和所述導(dǎo)線6，所述激光頭2與所述第一單片機(jī)3、所述電源4和所述開關(guān)5電連接，形成一個回路。
[0030]一小車軌道8，屬于所述激光接收裝置13外殼的一部分，為所述小車I的運(yùn)動提供軌道，使所述光敏電阻9能準(zhǔn)確接收到所述小車I發(fā)射出的激光。
[0031]一光敏電阻9，水平均勻分布于所述激光接收裝置13外殼的中下方，與所述第二單片機(jī)10電連接，且與所述激光頭2等高，用于控制所述LED燈組11發(fā)光，即形成光控式開關(guān)。
[0032]一第二單片機(jī)10固定于所述激光接收裝置13中部，內(nèi)含一程序(程序可更改)，當(dāng)所述光敏電阻9接收到所述小車I發(fā)射出的激光時，控制所述LED燈組11中相應(yīng)的LED燈發(fā)光的延遲時間。
[0033]一 LED燈組11與光敏電阻9 一一對應(yīng)，水平等間距分布于所述激光接收裝置13外殼上方，且與所述第二單片機(jī)10電連接。
[0034]進(jìn)一步，所述激光接收裝置13還包括所述電源插頭12，與所述光敏電阻9、所述第二單片機(jī)10、所述LED燈組11電連接。
[0035]進(jìn)一步，當(dāng)裝置運(yùn)行時，所述小車I在所述小車軌道8上運(yùn)動，LED燈組11中會依次出現(xiàn)LED燈亮滅段交替的現(xiàn)象，此時通過LED燈亮滅段的個數(shù)比便能直觀的觀察出小車運(yùn)動的規(guī)律。
[0036]演示時:插上電源插頭，打開小車電源開關(guān)，給小車一個初速度或者將該演示儀的一端墊高，此時小車將會在小車軌道上做勻變速直線運(yùn)動，同時激光發(fā)射裝置會發(fā)出周期性的激光，接收到激光的光敏電阻將控制相應(yīng)的LED燈發(fā)光，同時第二單片機(jī)的程序控制LED燈發(fā)光的持續(xù)時間。通過LED燈亮滅段個數(shù)的比例關(guān)系，即可直觀的觀察出小車勻變速直線運(yùn)動規(guī)律，通過簡單的公式計算即可得出加速度的大小。比如，設(shè)置激光頭發(fā)光時間及其間隔時間相等:當(dāng)小車做勻速直線運(yùn)動時，就會看到有a盞燈亮和a盞燈滅交替的周期性規(guī)律，即1:1: 1......的關(guān)系；如果小車做初速度為O的勻加速直線運(yùn)動，就會觀察到
LED燈組亮、滅段的LED燈個數(shù)的比為1: 3: 5:......的規(guī)律等等，于是通過LED燈亮滅的比例關(guān)系就形象直觀的演示了小車勻變速直線運(yùn)動規(guī)律。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種勻變速直線運(yùn)動規(guī)律演示儀，包括小車(I)、小車內(nèi)部的激光發(fā)射裝置(7)、小車軌道(8)、以及激光接收裝置(13)，其特征是: 一小車內(nèi)部的激光發(fā)射裝置(7)，所述激光發(fā)射裝置中的激光頭(2)、第一單片機(jī)(3)、電源(4)、開關(guān)(5)順序電連接； 一激光接收裝置(13)，所述激光接收裝置內(nèi)部的光敏電阻(9)、第二單片機(jī)(10)、LED燈組(11)、電源插頭(12)順序電連接； 一激光頭(2)與所述光敏電阻(9)等高，通過激光將小車(I)和激光接收裝置(13)連接起來。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種勻變速直線運(yùn)動規(guī)律演示儀，其特征是:所述激光頭(2)水平固定在小車(I)內(nèi)部的左前上方；所述第一單片機(jī)(3)固定在小車(I)底端前部；所述電源⑷固定在小車⑴底端后部。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種勻變速直線運(yùn)動規(guī)律演示儀，其特征是:所述光敏電阻(9)水平等間距分布在激光接收裝置(13)內(nèi)下部，與所述激光頭(2)等高；所述第二單片機(jī)(10)位于激光接收裝置(13)中部，與光敏電阻(9)和LED燈組(11)電連接；所述LED燈組(11)與光敏電阻(9) 一一對應(yīng)，水平等間距分布在激光接收裝置(13)上部；所述電源插頭(12)位于激光接收裝置(13)外殼右下方。
【專利摘要】本實(shí)用新型裝置是一種勻變速直線運(yùn)動規(guī)律演示儀，包括小車、激光發(fā)射裝置、小車軌道、以及激光接收裝置。一激光發(fā)射裝置位于小車內(nèi)部，所述激光頭水平固定在小車左前上方，所述第一單片機(jī)固定在小車底端前部，所述電源固定在小車底端后部；一激光接收裝置，所述光敏電阻水平均勻分布在激光接收裝置下部，與激光頭等高，所述第二單片機(jī)位于激光接收裝置中部，與光敏電阻和LED燈組電連接，所述LED燈組與光敏電阻一一對應(yīng)，水平均勻分布在激光接收裝置上部，所述電源插頭位于激光接收裝置外殼右下方。本實(shí)驗(yàn)新型裝置能高效直觀的演示出小車勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律。
【IPC分類】G09B23/10
【公開號】CN204857003
【申請?zhí)枴緾N201520170173
【發(fā)明人】張瑞鶴, 李佳芹, 譚興文, 王英慧, 黃萍萍, 鄒新政
【申請人】西南大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年3月20日