用光敏电阻控制计时的力学实验装置的制作方法

文档序号:6142202阅读:497来源:国知局
专利名称:用光敏电阻控制计时的力学实验装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种力学实验装置的改进,它可以替代中学物理力学实验中所采用打点计时器进行各种实验。
背景技术
力学是最古老的学科之一,也是人们学习科技知识的基础,在中学物理中力学实验是一个关键部分,但是至今在实验时还是采用打点计时器进行时间测定,其误差比较大,使实验效果受到影响,为此有人在全国第四届《科教制作展示会》上提出一种关于“用干簧管控制电子停表计时的力学实验装置”,它是在运动木板上划分为若干个等分,从起点到终点的各个区间处埋有干簧管,每组干簧管都与电子停表的两个接头连接,它采用数个电子停表进行计时,在运动小车的前端底部装有一块磁铁。这种力学实验装置可演示多种的中学物理力学实验,使用器材少,自动计时,操作容易,计算简便,但是由于磁铁对干簧管有一定的吸引力,会产生误差而影响到实验的效果。

发明内容
本发明的任务是要提供一种用光敏电阻控制计时的力学实验装置,它的结构非常简单,实验效果好,操作容易,测试精度大为提高,其造价比较低廉,可以在初级中学和高级中学的力学实验中替代打点计时器进行计时,完成多种的实验和演示。
本发明的任务是以如下的方式完成的,这种用光敏电阻控制计时的力学实验装置是对国家标准定型的2186轨道小车进行改进,在运动小车上设置一组发光电路,发光的小灯装在运动小车的后端部,它位于导轨侧面壁的中线处,发光电路能随车作前、后运动;不会晃动或者干扰小车的运动,在轨道侧壁的中线上有若干个小圆洞,第一个小圆洞作为起点,相邻小圆洞的距离相等,锥形、黑色的小圆筒垂直胶牢在每个小圆洞上,每个小圆筒内都装有一个光敏电阻,它们距离小圆洞口面要求不小于2厘米,导轨内壁呈黑色,光敏电阻两端引线分别与电子停表的控制接线柱及公共端相连接,这样就把手控计时的电子停表转换成为光控计时的电子停表,在力学实验可以替代打点计时器进行计时工作。


下面将结合附图对本发明作进一步的说明图1是本发明的轨道和小车主视图。
图2是本发明的光敏电阻和小圆筒剖视图。
图3是本发明的光敏电阻及电子停表电路原理图。
图中1、运动小车,2、导轨,3、砝码,4、小灯,5、6、7、8、小圆洞,5′、6′、7′、8′、光敏电阻,9、小圆筒,10、电子停表,11、公共端,12、13、控制接线柱,14、15、按钮。
具体实施例方式
从图1可知,这种用光敏电阻控制计时的力学实验装置是由运动小车(1)、导轨(2)、砝码(3)所组成的,在运动小车(1)上设置一个发光电路,在运动小车(1)的后端部装有一个小灯(4),小灯(4)位于轨道(2)侧壁的中线附近,在轨道(2)的侧壁中线上还开有若干个小圆洞(5)、(6)、(7)、(8),小圆洞(4)作为小车(1)的运动起点,而且圆洞(5)、(6)、(7)、(8)相互之间的距离相等,运动小车(1)在砝码(3)的作用下向前运动,不同的砝码(3)使运动小车(1)运动型式不一样,这样就可以进行中学物理力学的多种实验。
图2是套在小圆洞(5)、(6)、(7)、(8)上的小圆筒(9)的剖视图,小圆筒(9)外形呈锥形,外围是黑色的,且密封性能较好,在每个小圆筒(9)的底部装有一只光敏电阻,光敏电阻(5′)、(6′)、(7′)、(8′)的受光面应朝向小圆洞口,且受光面与洞口面保持平行,每只光敏电阻的两端用导线引出小圆筒(9)外,小圆筒(9)用胶垂直胶牢在轨道外侧的小圆洞口上,光敏电阻(5′)、(6′)、(7′)、(8′)不工作时,始终处于暗环境中,其阻值大于600KΩ,通过光敏电阻的电流小于1μA,工作时接收外来光线使阻值小于300KΩ,通过电流增大达3μA以上,而且光敏电阻(5′)、(6′)、(7′)、(8′)与小圆洞(5)、(6)、(7)、(8)的口面距离不小于2厘米,这样可以增加漫反射光线在圆筒壁上的反射次数,增加筒壁对漫反射光线的吸收率,使光线落在光敏电阻受光面上的照度最小、保证光敏电阻在不工作时不会产生误动作,导轨(2)的内壁要求呈黑色。
图3则是光敏电阻(5′)、(6′)、(7′)、(8′)与电子停表(10)的电路连接图,光敏电阻(5′)的两端与电子停表(10)的公共端(11)及控制接线柱(12)连接,光敏电阻(6′)的两端则与电子停表(10)的公共端(11)及控制接线柱(13)相接,光敏电阻(7′)的两端也是与电子停表(10)的公共端(11)及控制接线柱(13)相接,而光敏电阻(8′)的两端则是与电子停表(10)的公共端(11)及控制接线柱(12)相接,如果还要增加测试距离,可增添适当的小圆洞、小圆筒和光敏电阻的数量,其电路结构基本上与图3相似。
当运动小车(1)在砝码(3)的作用下沿着轨道(2)向前进,小车(1)的小灯(4)首先从作为起点的小圆洞(5)射入,光敏电阻(5′)吸收到垂直的、会聚的平行光束能量后,其阻值显著减少,它小于300KΩ,通过光敏电阻(5′)的电流就会增加达3μA以上,使电子停表(10)开始计时,这种过程相当于电子停表(10)的按钮(14)闭合;一旦小灯(4)的光线离开小圆洞(5)的洞口,光敏电阻(5′)又恢复到暗环境的状态中,电子停表(10)照常计时。当运动小车(1)的小灯(4)照射小圆洞(6)内的光敏电阻(6′)时,光敏电阻(6′)的阻值也显著变小达到300KΩ以下,使通过的电流高达3μA以上,使电子停表(10)产生动作,这过程相当于电子停表(10)的按钮(14)闭合,电子停表(10)的第一个计时结束,这就是起点的小圆洞(5)至小圆洞(6)之间一段距离的运动时间。当运动小车(1)的小灯(4)照射到小圆洞(7)内的光敏电阻(7′)时,同样会使光敏电阻(7′)的阻值显著地减少,它也会小于300KΩ,通过的电流相应地增大到3μA以上,达到电子停表(10)能够计时的电流,这种过程相当于电子停表(10)的按钮(15)再次产生动作,从而记录了从起点小圆洞(5)到小圆洞(7)之间的运动时间。同样当运动小车(1)的小灯(4)照射到小圆洞(8′)内的光敏电阻(8′)时,会使光敏电阻(8′)阻值变小,通过光敏电阻(8)的电流增大达到计时动作的,这过程相当于电子停表(10)的按钮(15)产生动作结束电子停表(10)的计时。
权利要求
1.一种由运动小车(1)、导轨(2)、砝码(3)所组成用光敏电阻控制计时的力学实验装置,其特征是在运动小车(1)上设置一个发光电路,小灯(4)装在运动小车的后端部,并且位于导轨(2)侧壁的中线附近,导轨(2)侧壁的中线上有数个小圆洞(5)、(6)、(7)、(8),小圆洞(5)作为运动起点,小圆洞(5)、(6)、(7)、(8)相互之间的距离相等,小圆筒(9)是用胶垂直胶牢在小圆洞(5)、(6)、(7)、(8)上,光敏电阻(5′)、(6′)、(7′)、(8′)装在各自的小圆筒(9)内,光敏电阻(5′)的两端是与电子停表(10)的公共端(11)及控制接线柱(12)连接的,光敏电阻(6′)的两端是与电子停表(10)的公共端(11)及控制接线柱(13)相连接的,光敏电阻(7′)的两端也是与电子停表(10)的公共端(11)及控制接线柱(13)连接的,而光敏电阻(8′)的两端是与电子停表(10)的公共端(11)及控制接线柱(12)相接的。
2.按照权利要求1所规定的用光敏电阻控制计时的力学实验装置,其特征是小圆筒(9)外形呈锥形,它的外围是黑色的,密封性能好,光敏电阻(5′)、(6′)、(7′)、(8′)各自放在小圆筒(9)底部,它们距离小圆洞口面应不小于2厘米,且其受光面应朝向筒口,受光面与洞口面保持平行,它们不工作时阻值大于600KΩ,工作时阻值小于300KΩ,导轨(2)的内壁呈黑色。
全文摘要
本发明公开了一种用光敏电阻控制计时的力学实验装置,它是对2186轨道小车进行改装,在运动小车上设置有一个发光电路,小灯在小车的后端部,且位于轨道侧壁中线附近,在轨道侧壁中线上有数个小圆洞,圆洞之间距离相等,在每个圆洞上垂直胶牢一个小圆筒,小圆筒内装着光敏电阻,光敏电阻的两端与电子停表的公共端和控制线柱相接,它们能够起到按钮的作用,使用这种力学实验装置可以替代打点计时器进行计时的多个实验,这种装置结构简单,操作容易,测试精度高,造价低廉。
文档编号G01P3/62GK1928566SQ20051001940
公开日2007年3月14日 申请日期2005年9月5日 优先权日2005年9月5日
发明者潘映默 申请人:潘映默
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