物理实验用小车和滑轨的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种物理实验用小车和滑轨，滑轨设有水平的底板，底板的左端设有半圆形的角度盘，角度盘的圆心通过销轴与滑轨的左端连接；底板的中部和右部均设有一个支撑台，每个支撑台的上端设有三级支撑柱，三级支撑柱的上端通过销轴分与别滑轨下侧的两个连接板连接；滑轨上设有通槽，滑轨的前侧面设有若干个激光发射器，滑轨的后侧面设有若干个分别与激光发射器相对应的光电二极管，激光发射器和光电二极管分别通过信号线路与控制盒连接，控制盒内设有显示屏、信号处理器和电源模块。本发明能够高效计时、便捷调整倾斜角度，提高加速度测定实验的准确度，减小实验误差，提高实验效率。
【专利说明】物理实验用小车和滑轨
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种物理实验器材，具体涉及一种物理实验用小车和滑轨。
【背景技术】
[0002]在中学物理教学中，加速度的理论计算与实验验证是一个重要的教学内容，根据重物在不同倾斜角度的斜面上下滑的加速度的不同，与理论的加速度进行对比，可以提升学生对加速度的理解，提高学生的实验能力和动手能力。
[0003]所以，为了便于学生进行在不同倾斜斜面上加速度的实验验证，需要设计能够便捷调整斜面倾斜角度、便于进行时间测定的实验滑轨。但是，现有的小车滑轨大都采用打点计时器进行计时，并且滑轨大都不能够便捷的进行倾斜角度的调整和测量，使得在实验过程中耗费大量的时间，取得的实验效果也不理想。并且，采用打点计时器进行计时，纸带与打点计时器的摩擦也会造成一定的实验误差，不利于提高实验的准确度。
[0004]为了解决现有的实验滑轨和小车的不足，需要设计一种能够高效计时、便捷调整倾斜角度的物理实验用小车和滑轨，以提高加速度测定实验的准确度，减小实验误差，提高实验效率。
【发明内容】
[0005]本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种物理实验用小车和滑轨，它能够高效计时、便捷调整倾斜角度，能够提高加速度测定实验的准确度，减小实验误差，提闻实验效率。
[0006]为解决上述问题，本发明采用如下技术方案:
物理实验用小车和滑轨，滑轨设有水平的底板，底板的左端设有半圆形的角度盘，角度盘的圆心通过销轴与滑轨的左端连接，滑轨的右端水平高度高于左端；底板的中部和右部均设有一个支撑台，每个支撑台的上端设有三级支撑柱，三级支撑柱的上端通过销轴分与别滑轨下侧的两个连接板连接，三级支撑柱竖直设置，通过调整三级支撑柱的高度以调整滑轨的倾斜角度；滑轨上设有用于小车滑动的通槽，滑轨的前侧面设有若干个激光发射器，滑轨的后侧面设有若干个分别与激光发射器相对应的光电二极管，激光发射器和光电二极管分别通过信号线路与控制盒连接，控制盒内设有信号处理器和电源模块，小车通过时将激光发射器发出的激光阻挡，光电二极管的信号发生改变，信号处理器对信号进行采集并处理，得出时间数据。
[0007]本发明为了提高小车滑动的稳定性，降低滑动摩擦，较佳的技术方案是，滑轨的右端设有用于固定小车的定位板；滑轨的通槽内设有两条车轮槽，小车下端设有四个与车轮槽配合的小车轮。
[0008]本发明为了能够精确计时，便于读取计时数据，较佳的技术方案还有，控制盒内设有用于计时的时钟芯片，控制盒上设有用于显示时间信息的显示屏。
[0009]本发明为了提高实验数据的准确度，较佳的技术方案还有，滑轨侧面设有7个激光发射器和7个光电二极管，激光发射器和光电二极管均布于滑轨的侧面，相邻的两个激光发射器的距离为10cm。
[0010]本发明为了能够便捷调整滑轨的倾斜角度，提高滑轨的稳定性，较佳的技术方案还有，三级支撑柱上设有用于固定滑轨倾斜度的定位螺栓。
[0011]本发明为了保持三级支撑台处于竖直状态，提高滑轨的稳定性，较佳的技术方案还有，支撑台的下端设有与底板配合的滑槽，支撑台上设有固定螺栓。
[0012]本发明物理实验用小车和滑轨的工作过程为:调节支撑台的位置和三级支撑柱的高度以调节滑轨的倾斜角度，将小车放置于定位板的右侧，待小车一次通过激光发射器时，光电二极管接收的激光中断，产生的电流变化信号传输至控制盒的信号处理器，信号处理器通过时钟芯片计算出相邻两个光电二极管的电流信号的时间差，依次显示于显示屏上，由于相邻的两个光电二极管的间距相同且已知，则可以通过计算得出实验所得的加速度值，根据滑轨倾斜角度计算出理论加速度值，进行实验验证。
[0013]本发明的优点和有益效果为:本发明物理实验用小车和滑轨使用激光发射器、光电二极管和时钟芯片计时，提高了计时的准确性，减小了实验误差；本发明物理实验用小车和滑轨设有三级支撑柱和支撑台，能够便捷调节滑轨的倾斜角度，提高了实验效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明物理实验用滑轨的侧视图。
[0015]图2为本发明图1中AA线剖视图。
[0016]图3为本发明物理实验用小车的侧视图。
[0017]图中:1、控制盒；2、角度盘；3、滑轨；4、激光发射器；5、连接板；6、销轴；7、定位板；8、三级支撑柱；9、支撑台；10、定位螺栓；11、底板；12、信号线路；13、显示屏；14、车轮槽；15、光电二极管；16、小车轮；17、小车。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
如图1、图2和图3所示，本发明为物理实验用小车和滑轨，滑轨3设有水平的底板11，底板11的左端设有半圆形的角度盘2，角度盘2的圆心通过销轴与滑轨3的左端连接，滑轨3的右端水平高度高于左端；底板11的中部和右部均设有一个支撑台9，每个支撑台9的上端设有三级支撑柱8，三级支撑柱8的上端通过销轴6分与别滑轨3下侧的两个连接板5连接，三级支撑柱8竖直设置；滑轨3上设有用于小车滑动的通槽，滑轨的3前侧面设有7个激光发射器4，滑轨3的后侧面设有7个分别与激光发射器4相对应的光电二极管15，激光发射器4和光电二极管15分别通过信号线路12与控制盒I连接，控制盒I内设有信号处理器和电源模块。滑轨3的右端设有用于固定小车17的定位板7 ;滑轨3的通槽内设有两条车轮槽14，小车17下端设有四个与车轮槽14配合的小车轮16。控制盒I内设有用于计时的时钟芯片，控制盒I上设有用于显示时间信息的显示屏13。
[0019]实施例2
在实施例1的基础上，本发明为了提高实验准确度和便捷性，较佳的实施方式还有，滑轨3侧面设有10个激光发射器4和10个光电二极管15,激光发射器4和光电二极管15均布于滑轨3的侧面。三级支撑柱8上设有用于固定滑轨倾斜度的定位螺栓10。支撑台9的下端设有与底板11配合的滑槽，支撑台9上设有固定螺栓。其他部分与实施例1完全相同。
[0020]最后应说明的是:显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
【权利要求】
1.物理实验用小车和滑轨，其特征在于，滑轨设有水平的底板，底板的左端设有半圆形的角度盘，角度盘的圆心通过销轴与滑轨的左端连接，滑轨的右端水平高度高于左端；底板的中部和右部均设有一个支撑台，每个支撑台的上端设有三级支撑柱，三级支撑柱的上端通过销轴分与别滑轨下侧的两个连接板连接，三级支撑柱竖直设置；滑轨上设有用于小车滑动的通槽，滑轨的前侧面设有若干个激光发射器，滑轨的后侧面设有若干个分别与激光发射器相对应的光电二极管，激光发射器和光电二极管分别通过信号线路与控制盒连接，控制盒内设有信号处理器和电源模块。
2.如权利要求1所述的物理实验用小车和滑轨，其特征在于，滑轨的右端设有用于固定小车的定位板；滑轨的通槽内设有两条车轮槽，小车下端设有四个与车轮槽配合的小车轮。
3.如权利要求2所述的物理实验用小车和滑轨，其特征在于，控制盒内设有用于计时的时钟芯片，控制盒上设有用于显示时间信息的显示屏。
4.如权利要求3所述的物理实验用小车和滑轨，其特征在于，滑轨侧面设有7个激光发射器和7个光电二极管，激光发射器和光电二极管均布于滑轨的侧面。
5.如权利要求4所述的物理实验用小车和滑轨，其特征在于，三级支撑柱上设有用于固定滑轨倾斜度的定位螺栓。
6.如权利要求5所述的物理实验用小车和滑轨，其特征在于，支撑台的下端设有与底板配合的滑槽，支撑台上设有固定螺栓。
【文档编号】G09B23/08GK103761909SQ201410005422
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】蒋妍 申请人:蒋妍