一种牛顿第一定律实验小车的制作方法

本实用新型涉及构造能自动释放物体的小车方案，尤其涉及一种适用于演示牛顿第一定律实验的实验装置。

背景技术：

在物理教学中，演示运动物体的惯性实验曾有两种做法：

1.将物体用细线悬挂在小车上，用打火机烧断细线释放物体。这种实验体验很差，经常烧不断线，有安全隐患；

2.在气垫导轨上实验，用电磁铁释放物体。用电磁铁吸住铁块，需要较大的电流，因此电源较大，但由于气垫导轨只能悬浮较轻的物体，如果电磁铁带上电源，既重又难以平衡，如果通过外接电源供电，那么导线就会影响滑块的运动，而不能看作是“合外力为零”。

综上所述，现有方案要能演示运动物体的惯性实验的装置存在着操作麻烦、成功率低、装置过小的缺陷，因此，运动物体的惯性实验经常忽略不做。

技术实现要素：

为了克服现有技术中演示运动物体的惯性实验的装置操作麻烦、成功率低等不足，本实用新型提供一种采用控制电路定时控制物体释放的实验小车，该小车不仅操作方便，而且体积可以做得较大，实验现象明显。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种牛顿第一定律实验小车，包括底座、带微型轴承的车轮、铝合金型材、舵机、钕铁硼磁铁、铁球、控制电路。舵机前方的平台上留有小孔，小孔直径略大于钕铁硼磁铁的尺度，用细线穿过小孔，将钕铁硼磁铁悬挂在舵机的叶片上，铁球吸附在钕铁硼磁铁上。arduino板、按键、蜂鸣器、9v电池共同构成控制电路。按下按键，蜂鸣器鸣叫起提示作用，提示结束，舵机定时转动，带动钕铁硼磁铁和小球一起向上运动，钕铁硼磁铁穿过小孔，而铁球被小孔挡住无法穿过，从而铁球被拉脱释放。

本实用新型的有益效果是，用钕铁硼磁铁代替电磁铁，减小了电源的重量，用控制电路定时释放物体，减少了人为因素，提高了实验的成功率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为控制电路的接线图；

图2为本实用新型整体示意图。

图中1.按键，2.蜂鸣器，3.舵机，4.9v电池，5.底座，6.带微型轴承的车轮，7.铝合金型材，8.舵机，9.钕铁硼磁铁，10.铁球，11.杯子。

具体实施方式

在图1中，按键(1)一端接arduino(3)的数字引脚7，另一端接gnd引脚；蜂鸣器(2)一端接arduino的数字引脚8，另一端接gnd引脚；舵机(8)一端接arduino的数字引脚9，另一端接gnd引脚；9v电池(4)接arduino的vin和gnd引脚。

在图2中，控制电路固定在底座(5)内，两根导线穿过铝合金型材(7)连到小车顶端的舵机，舵机上连有钕铁硼磁铁(9)，下方吸附一铁球(10)。

在图2中，按下按键，5秒倒计时开始，蜂鸣器发出“滴滴”提示音，计时结束1秒后，舵机带动钕铁硼磁铁运动，拉脱挂在钕铁硼磁铁上的铁球，铁球落入正下方的杯子(11)里。因此，在倒计时结束时推动小车，小车将匀速运动，便能高效完成实验。

技术特征：

1.一种牛顿第一定律实验小车，包括底座(5)、带微型轴承的车轮(6)、铝合金型材(7)、舵机(8)、钕铁硼磁铁(9)、铁球(10)、控制电路，其特征在于：控制电路能使舵机定时转动，带动钕铁硼磁铁运动。

2.根据权利要求1所述的牛顿第一定律实验小车，其特征在于，arduino板(3)、按键(1)、蜂鸣器(2)、9v电池(4)共同构成控制电路，控制舵机的转动。

3.根据权利要求1所述的牛顿第一定律实验小车，其特征在于，舵机前方的平台上留有小孔，小孔直径略大于钕铁硼磁铁的尺度，用细线穿过小孔，将钕铁硼磁铁悬挂在舵机的叶片上，铁球吸附在钕铁硼磁铁上，舵机转动时，钕铁硼磁铁向上穿过小孔，而铁球被小孔挡住无法穿过，从而铁球被拉脱释放。

技术总结
一种牛顿第一定律实验小车，带微型轴承的车轮使小车拥有较小的阻力，小车顶端的舵机头部连有钕铁硼磁铁，铁球吸附在其上，由Arduino板、蜂鸣器、按键、9V电池构成控制电路，它能定时控制舵机转动，拉脱释放铁球，使铁球精准落入车上的杯子中。这种用电路控制，采用拉脱法释放物体的小车更适用于演示牛顿第一定律实验。

技术研发人员：姚书岳
受保护的技术使用者：姚书岳
技术研发日：2019.01.31
技术公布日：2020.05.26