一种冲量的简易测量装置的制作方法

本发明涉及简易测量，尤其涉及一种冲量的简易测量。

背景技术：

1、物体所受合力的冲量等于物体动量的改变量是动量定理的表述之一，用公式可表达为ft＝mvt-mv0。其中ft表示合力与合力作用时间的乘积，即冲量。m是物体的质量，v0是力作用前物体的速度，vt是力作用后物体的速度，mvt-mv0表示物体动量的改变量。

2、验证动量定理的实验关键是完成冲量的测量。因为物体的质量可用电子秤测出，物体的速度可用遮光条、光电门和数字计时器配合测出，均属于比较成熟的方案。而冲量的测量由于在测量合力的同时还要测量合力对应作用的时间，且这个合力往往是变力，因此是比较难测量的量。本发明的核心就是利用电阻应变式传感器加上现代信息化技术完成冲量的测量。

3、目前，市面上已有几款成熟的产品可以完成验证动量定理的实验，比如朗威dislab和pasco实验平台。这些方案一般会使用该公司推出的专属传感器和数据处理工具，使用起来会有一定的限制且价格普遍比较昂贵，大部分资源未开源；限制较多，只能在既定的框架下实验，无法根据实际的教学需要进行修改。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种冲量的简易测量装置，本发明属于在高中物理教学中自制教具的研究领域，配合气垫导轨和光电门使用能用于验证动量定理。

2、本发明的目的通过以下的技术方案来实现：

3、一种冲量的简易测量装置，包括：作用端与交互端；

4、所述作用端，用于接收来自交互端发送的启动指令，根据指令进行实验数据的采集，并将采集的数据发送至交互端；

5、所述交互端，用于接收实验数据，对实验数据进行分析、处理与展示，并远程控制作用端。

6、与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：

7、降低了验证动量定理的实验成本；可以在变力的条件下完成对动量定理的验证；作用端的固定可根据实际情况修改，能适应多种测量场景；交互端用python语言开发，实验数据的处理与展示可由教师根据实际教学需要进行调整。

技术特征：

1.一种冲量的简易测量装置，其特征在于，包括作用端与交互端；

2.如权利要求1所述的冲量的简易测量装置，其特征在于，所述作用端由电阻应变式传感器、模拟数字转换器与微控制器组成；

3.如权利要求2所述的冲量的简易测量装置，其特征在于，所述交互端接收到微控制器发送的信息后，进行实验数据的提取，对实验数据进行分析处理。

4.如权利要求3所述的冲量的简易测量装置，其特征在于，实验数据的提取包括力作用前，力作用中以及力作用后共计50个包含力的大小及对应时刻的数据。

5.如权利要求1所述的冲量的简易测量装置，其特征在于，所述实验数据的分析处理包括：

6.如权利要求5所述的冲量的简易测量装置，其特征在于，所述f-t图像的绘制包括：以力f为纵坐标，以时间t为横坐标，将力作用前、力作用中及力作用后的50个数据进行描点绘图，得到f-t图像。

7.如权利要求6所述的冲量的简易测量装置，其特征在于，在力作用时间内f-t图像与x轴围成的面积表示冲量；所述f-t图像与x轴围成面积的大小使用复合梯形规则沿给定的轴进行积分求得，得到实验结果。

8.如权利要求7所述的冲量的简易测量装置，其特征在于，力作用的时间是50个数据中力作用前和力作用后的瞬间两个时刻之间。

技术总结
本发明公开了一种冲量的简易测量装置，包括作用端与交互端；所述作用端，用于接收来自交互端发送的启动指令，根据指令进行实验数据的采集，并将采集的数据发送至交互端；所述交互端，用于接收实验数据，对实验数据进行分析、处理与展示，并远程控制作用端。本发明降低了验证动量定理的实验成本；可以在变力的条件下完成对动量定理的验证；作用端的固定可根据实际情况修改，能适应多种测量场景；交互端用python语言开发，实验数据的处理与展示可由教师根据实际教学需要进行调整。

技术研发人员：黄振南
受保护的技术使用者：黄振南
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22