专利名称：数字计时导轨实验小车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种普通物理运动学实验中用于测定时间的数字计时导轨实验小车，它包括一端装有带档板定滑轮的导轨板，在导轨板上开设有用于物理小车运动的两个导轨槽，两导轨槽上放置物理小车。
目前中学物理运动学部分测定时间的分组实验，均采用“斜面小车”和“电磁打点计时器”来完成，其构成是斜面小车尾部挂着纸带，电磁打点计时器使用工频交流电源，当研究对象(小车)沿斜面拖着纸带运动时，电磁打点计时器在纸带上进行打点，打点次数与交流电频率一致，即在纸带上每秒打点50次，根据纸带上的打点数即可间接得出小车的运动时间，从而完成实验。不足之处是由于在纸带上打点次数高达每秒50次，从而在纸带上造成每秒50次的瞬时正压力，该瞬时正压力给研究对象(小车)会造成每秒50次的瞬时摩擦力，使实验精度低，还常因漏打点过多而重作；由于时间的测定是间接得出，因而实验结果不直观，给结果分析带来曲折和繁锁；由于使用工频交流电，存在较大的不安全因素，造成使用该仪器做实验只局限于高中学生使用，致使部分初中物理教学中应开展的实验受到限制；由于实验时研究对象(小车)尾端要拖着长长的纸带，使其所能完成的实验种类少，如研究弹性碰撞、非弹性碰撞、物体在内力作用下分开时的动量守恒等实验内容就不能开展；由于低速运动时在纸带上打点太密无法计数，从而不能准确测出匀加(减)速运动的全部时间；该实验仪器操作较复杂，费时。
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种能精确测定研究对象的运动时间、无需使用工频交流电、不须配备其它器材即可自成体系完成许多种实验项目，具有多种用途，且操作简便、成本低、测时数字显示的多功能导轨小车。
本实用新型的目的可通过如下措施来达到本实用新型包括一端装有带档板定滑轮的导轨板，位于导轨板面的导轨槽上放置物理小车，导轨板沿长度方向一侧刻有长度标尺，其特征是在导轨板面边缘的浅槽内装有两个可沿浅槽滑动的控制电子表秒功能的开关，此两个控制开关用导线分别与电子表的秒功能开关并联，在物理小车的一侧装设有一支架，在支架上装有与电子表秒功能开关的控制开关相配合使用的实现对秒功能开关控制的控制元件，在电子表的秒功能开关上并接一单芯插孔。
本实用新型的目的可通过如下措施来达到在上下两块圆木板之间用一压簧联接，于两圆木板的相对面的中心位置分别固定一薄铜片电极，在下部电极上固装有一与上部电极有一定间隙的小弹簧，上下电极与单芯插孔并接构成机械撞击开关，机械撞击开关和磁控开关用导线分别与电子表的秒功能形状并联。
本实用新型的目的还可通过以下其它措施来表达在前述安装于导轨板面的电子表秒功能开关的控制开关为磁控或光控开关，则物理小车一侧支架上安装的控制无件对应为永磁体或光源；在物理小车沿导轨槽方向的一端面上装有一锥形弹簧。磁控开关由干簧管与单芯插孔两端联接构成；光控开关由半导体光敏三极管串联一可变电阻后再与单芯插孔并联构成；在电子表的秒功能开关上并联一单芯插孔；在机械撞击开关两电极间并联一单芯插孔；
附图的图面说明如下
图1为主视图；图2为俯视图；图3为自由落体实验主视图；图4为磁控开关电路图；图5为光控开关电路图；图6为电子表的秒功能开关电路图。
本实用新型下面将结合附图对实施例作进一步详述
图1中1为固定安装于导轨板2端部的定滑轮，在定滑轮与导轨板之间于导轨板2端部固定一档板7，用于阻档物理小车3，物理小车(研究对象)3置于导轨板面导轨槽内，两个磁控开关5安装于导轨板2边缘的浅槽上，可沿浅槽滑动以调节距离，两磁控开关5用导线分别与电子表6的秒功能开关并联，具体做法是磁控开关按图4电路图制作，用干簧管8与单芯插孔9两端联接；电子表6的秒功能开关按图6制作，将单芯插孔10两接线点与电子表的秒功能开关11并联；导线与磁控开关5、电子表6的秒功能开关的联接端装有与单芯插孔相配的单芯插头；在物理小车3一侧的支架12上装有两块永磁体4，根据实验项目的需要可只装一块永磁体；在 物理小车运动方向的一端面上装一锥形小弹簧13，实验时该弹簧与档板7相撞起减振作用，把两个物理小车上的弹簧相对置并压缩弹簧，则该弹簧可提供作“物体在内力作用分开时的动量守恒”实验的内力。实验是这样进行的1、测物理小车3运动时间将物理小车3置于导轨板2起始位置上，用细线一端接小车，另一端跨过滑轮1接牵引砝码，小车3侧面支架12上装一块磁体4，当小车3在砝码牵引下运动通过第一个磁控开关5时，小车3上的磁体4对磁控开关5内的干簧管8产生磁化作用并吸合，进而使与磁控开关5并联的电子表秒功能开关开始计时，当小车3通过第二个磁控开关5时，同样原理使秒功能开关停止计时，即可精确测出这段位移的时间。2、测物理小车3即时速度的时间(位移很短)在小车3侧面支架上安装两块磁体4，当小车运动第一块磁体通过磁控开关5时，与前述1同样原理电子表秒表开始计时，当第二块磁体通过同一磁控开关时计时停止，这样即可测得物理小车即时速度的时间。上述结构中的磁控开关5也可采用光控开关，或机械撞击开关，光控开关的电路图按图5制作，将半导体光敏三极管14与可变电阻15串接后再与单芯插孔16并接，此时物理小车3侧面支架12上的磁体则改换为两个小灯(光源)，根据实验可只开一个灯。
图3为采用与
图1同样原理设计的用于测定自由落体时间的实验仪器，在上下两圆木板17、18之间用压簧19联接，机械撞击开关由位于两木板17、18相对中心位置的两电极20、21与单芯插孔22并接构成，下电极20上固定一小弹簧23，该小弹簧23与上电极21有一定间隙，作瞬时导通上下电极用，机械撞击开关和磁控开关24分别与电子表6的秒功能开关并联。测自由落体下落时间时，将磁控开关24支撑固定于一定的高度位置上，用一磁体作下落物体，将磁体靠近磁控开关24让其自由下落，磁体通过磁控开关24并对其产生磁化作用使之瞬时接通，进而使电子表的秒功能开关接通开始计时，当下落磁体撞击木板17(地面)时，使木板17、18间的弹簧压缩，并使上下电板20、21由小弹簧23瞬时接通，致使电子表的秒功能开关再次瞬时接通，则计时停止，即可测出自由落体的下落时间。
本实用新型相比现有技术具有如下优点1、由于采用大规模集成电路制作的电子表直接计时，并使用高灵敏度的磁控或光控电路控制开关，因而测时精度高(可达10ms)；2、由于不使用工频交流电，因而使用安全可告，初中学生也可做相应的实验；3、可自成体系而不须配备其它器材即能完成中学物理运动学中所有关于测定运动时间的实验；4、使用本实用新型操作简便，1－2分钟即可完成一项实验，有很好的重复性和连续工作能力；5、有很好的性价比，生产成本低。
权利要求1.一种数字计时导轨实验小车，包括一端装有带档板定滑轮的导轨板，位于导轨板面的导轨槽上放置物理小车，导轨板沿长度方向一侧刻有长度标尺，其特征是在导轨板面边缘的浅槽内装有两个可沿浅槽滑动的控制电子表秒功能的开关，此两个控制开关用导线分别与电子表的秒功能开并联，在物理小车的一侧装设有一支架，在支架上装有与电子表秒功能开关的控制开关相配合使用的实现对秒功能开关控制的控制元件，在电子表的秒功能开关上并接一单芯插孔。
2.一种计时器，其特征是在上下两块圆木板之间用一压簧联接，于两圆木板的相对面的中心位置分别固定一薄铜片电极，在下部电极上安装有一与上部电极有一定间隙的小弹簧，上下电极与单芯插孔并接构成机械撞击开关，机械撞击开关和磁控开关用导线分别与电子表的秒功能开关并联。
3.按权利要求1所述的数字计时导轨实验小车，其特征是安装于导轨板面的电子表秒功能开关的控制开关为磁控或光控开关，则物理小车一侧支架上安装的控制元件对应为永磁体或光源；磁控开关由干簧管与单芯插孔两端联接构成，光控开关由半导体光敏三极管串联一可变电阻后再与单芯插孔并联构成。
4.按权利要求1、3所述的计时器，其特征是在物理小车沿导轨槽方向的一端面上装有一锥形弹簧。
专利摘要本实用新型是一种普通物理运动学实验中用于测定时间的数字计时导轨实验小车。本实用新型的特征是在导轨板面边缘的浅槽内装有两个可滑动的控制电子表秒功能的开关，此两个控制开关用导线分别与电子表的秒功能开关并联。在物理小车一侧的支架上装有与电子表秒功能开关的控制开关相配合使用的实现对秒功能开关控制的控制元件，在电子表的秒功能开关上并接一单芯插孔。本实用新型用于普通物理运动学实验中所有测定时间的实验。
文档编号G09B23/00GK2072258SQ9021676
公开日1991年2月27日 申请日期1990年7月18日 优先权日1990年7月18日
发明者尹崇荣 申请人:尹崇荣