实验用数控多功能教学用具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种实验用数控多功能教学用具，适用于物理课教学的教学用 具，具体为演示速度、加速度、行程、时间之间关系的教学用具。
【背景技术】
[0002] 目前物理课中关于演示运动学和动力学的教学用具为牵引小车，通过测量、计算 小车运动的速度、加速度、行程、时间，掲示之间的关系，能够方便直观的让学生了解到之间 的关系，加深学生的影响，从而达到理想的教学效果；但由于条件所限，特别是牵引小车与 接触面之间存在着较大的摩擦力，获得的数据不够精准，影响了教学效果，所W有必要设计 出一种新的教学用具来满足实际的使用需求。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的在于：针对上述不足之处，提供了一种实验用数控多功能教学 用具，与目前使用的教学用具相比，能大幅提高实验的精准性。
[0004] 实验用数控多功能教学用具包括底座、轨道、磁钢、刻度尺、小车和光电口。 阳0化]在底座上安装有轨道，在底座上安装有与轨道平行的刻度尺，在轨道的下方安装 有长条形的磁钢，在轨道上活动安装有小车，轨道的边上活动安装有光电口。
[0006] 所述的光电口为市售数控光电口。
[0007] 所述的光电口数量为两个或两个W上。
[0008] 所述的小车底部安装有磁铁，且磁铁的极性与对应磁钢的极性相同，形成磁悬浮 效应。
[0009] 所述小车的重力大于磁铁与磁钢之间的斥力。
[0010] 所述小车的一边设有挂钩，挂钩通过拉绳配套连接有钩码，拉绳通过滑轮悬挂在 底座的一端，钩码的数量不限于一个，在数量为两个或两个W上时，每个钩码之间的质量不 同。
[0011] 所述的光电口为市售光电口。
[0012] 磁悬浮状态下的小车、轨道与计算机、光电口配合可做运动学和动力学W下相关 实验： 阳01引 1、平均速度的测量
[0014] 在小车侧面的螺丝就是挡光片，光电口计下挡光片经过光电口所需的时间，根据 平均速度的定义V=s/t计算出。
[0015] 2、探究平均速度和瞬时速度的关系
[0016] 选取物体运动过程中的某一段位移S并测量该物体在S内的平均速度V。如果使 S逐渐减小，则V将逐渐趋近于某一定值，该定值(平均速度的极限）即为物体运动的瞬时速 度。
[0017] 3、测量小车的加速度
[001引在轨道上安装两个光电Π，记下它们的间距s，当小车先后通过两光电口时，分 别记下挡光片经过光电口的时间tl，t2及时间间隔tl2,从而算出两个位置的瞬时速度 %-;:吗，根据定义式0二瞬计算。
[0019] 4、探究加速度与力、质量的关系
[0020] 用光电口及挡光片测出小车的加速度，根据控制变量法作出a-F，a-m，a-1/m的关 系图进行讨论。
[0021] 5、探究冲量和动量的关系
[0022] 用沙桶拉动小车加速运动，由光电口测出小车通过两光电口的时间和在两光电口 之间的运行时间，通过计算得出冲量和动量变化的关系。
[0023] 6、验证动量守恒定律
[0024] 利用光电口测出小车通过两光电口的时间，算出碰撞前后系统的总动量。根据动 量守恒定律，位于轨道上的两小车碰撞前后，合外力为零，故总动量守恒。 阳0巧]7、探究功和能的关系
[0026] 用钩码拉动小车在轨道上滑动。如果钩码的质量远小于小车的质量，可认为小车 是在恒力作用下运动。测出小车分别通过两光电口的时间和运行距离，通过计算得出力对 小车做的功和动能变化。根据动能定理，合力所做的功等于物体动能变化量
，
[0027] 8、用斜轨法探究机械能守恒
[002引取低处光电口传感器为零势点，设两光电口之间的高差为h，则在两光电口传感器 处小车的机械能分别为：
忽略轨道的摩擦力，因只有重力 对其做功，所W机械能守恒。
[0029] 磁悬浮轨道与传统数字计时器配合也可完成W上部分实验。
[0030] 本实用新型符合科学原理，设计合理，使用方便，与传统的轨道相比，摩擦要小得 多，在"探究加速度与力、质量的关系"实验中，实验是较理想的。并且没有噪音，结构简单， 操作方便。因此，可W作为分组实验的器材。
【附图说明】
[0031] W下将结合附图对本实用新型作进一步说明：
[0032] 图1是本实用新型实验用数控多功能教学用具的结构示意图。
【具体实施方式】
[0033] 参照附图1，本实用新型包括底座1、轨道2、磁钢3、刻度尺4、小车5和光电口6。
[0034] 在底座1上安装有轨道2,在底座1上安装有与轨道2平行的刻度尺4,在轨道2 的下方安装有长条形的磁钢3,在轨道2上活动安装有小车5,轨道2的边上活动安装有光 电口 6。
[0035] 所述的光电口6为市售数控光电口。
[0036] 所述的光电口 6数量为两个或两个W上。
[0037] 所述的小车1底部安装有磁铁8,且磁铁8的极性与对应磁钢3的极性相同，形成 磁悬浮效应。
[0038] 所述小车1的重力大于磁铁8与磁钢3之间的斥力。
[0039] 所述小车的一边设有挂钩，挂钩通过拉绳9配套连接有钩码10,拉绳9通过滑轮 11悬挂在底座1的一端，钩码的数量不限于一个，在数量为两个或两个W上时，每个钩码之 间的质量不同。 W40] 所述的光电口 6为市售光电口。
【主权项】
1. 一种实验用数控多功能教学用具，其特征在于：包括底座、轨道、磁钢、刻度尺、小车 和光电门； 在底座上安装有轨道，在底座上安装有与轨道平行的刻度尺，在轨道的下方安装有长 条形的磁钢，在轨道上活动安装有小车，轨道的边上活动安装有光电门。2. 根据权利要求1所述的实验用数控多功能教学用具，其特征在于：所述的光电门数 量为两个或两个以上。3. 根据权利要求1所述的实验用数控多功能教学用具，其特征在于：所述的小车底部 安装有磁铁，且磁铁的极性与对应磁钢的极性相同，形成磁悬浮效应。4. 根据权利要求1所述的实验用数控多功能教学用具，其特征在于：所述小车的一边 设有挂钩，挂钩通过拉绳配套连接有钩码，拉绳通过滑轮悬挂在底座的一端，钩码的数量不 限于一个，在数量为两个或两个以上时，每个钩码之间的质量不同。
【专利摘要】本实用新型涉及一种实验用数控多功能教学用具，适用于物理课教学的教学用具，具体为演示速度、加速度、行程、时间之间关系的教学用具。实验用数控多功能教学用具包括底座、轨道、磁钢、刻度尺、小车和光电门。在底座上安装有轨道，在底座上安装有与轨道平行的刻度尺，在轨道的下方安装有长条形的磁钢，在轨道上活动安装有小车，轨道的边上活动安装有光电门。所述的光电门数量为两个或两个以上。所述的小车底部安装有磁铁，且磁铁的极性与对应磁钢的极性相同，形成磁悬浮效应。所述小车的重力大于磁铁与磁钢之间的斥力。所述的光电门为市售光电门。本实用新型符合科学原理，设计合理，使用方便。
【IPC分类】G09B23/10
【公开号】CN205003914
【申请号】CN201520578036
【发明人】周橙旻, 姚志城, 梁爽, 轩颖, 吴浩然, 周大群
【申请人】南京林业大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年8月4日