一种动量守恒演示仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种动量守恒演示仪，包括主机、底座、导轨、弹簧、钢球、电磁继电器和光电计时器，所述导轨和光电计时器均固定在底座上，所述光电计时器包括光电门、计时模块和通讯模块A，计时模块分别与光电门和通讯模块A连接；所述光电计时器的数量为两套，两套光电计时器的光电门对称设置在导轨的两端，两套光电计时器均通过通讯模块A与主机连接；所述弹簧放置在导轨上，所述钢球分别放置在弹簧的两端，所述电磁继电器对称固定在弹簧内，且电磁继电器与光电计时器连接。本实用新型专利技术能够减小验证过程中的误差，提高验证精度；同时还具有使用方便、便于学生自己动手研究的优点。

A Demonstrator of Momentum Conservation

【技术实现步骤摘要】
一种动量守恒演示仪
本技术属于物理实验设备
，具体地说涉及一种动量守恒演示仪。
技术介绍
物理实验往往需要专业的物理实验器材，物理老师在课堂上做演示实验或者引导学生一起探究，这样可以让学生们更加直观的感受到物理知识的生成过程，有助于学生深刻的理解物理规律。动量守恒定律的定义为一个系统不受外力或所受外力之和为零时，这个系统的总动量保持不变。动量守恒定律是高中物理的基础理论之一，目前教材中所用的探究和验证动量守恒定律的实验仪器主要是气垫导轨，如中国专利公告号为CN206249717U的现有技术在2017年6月13日公开了一种高中物理动量守恒演示装置，包括滑块、气垫导轨和限位架；所述滑块一端设有弹片及卡环；所述限位架包括支架、限位杆和连杆；所述滑块置于气垫导轨上，所述限位杆两端分别置于两滑块的卡环内。该专利虽然能够验证动量守恒定律，但在实际应用过程中，由于其体积大，较为笨重，且没有精确的计时功能，不严谨，不能定量的研究动量守恒定律，教学中也很难操作，一般都只是讲解该探究过程而没有真正的给学生演示，更无法让学生自己去探究。因此需要研发新的动量守恒演示装置。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种动量守恒演示仪，本技术能够减小验证过程中的误差，提高验证精度；同时还具有使用方便、便于学生自己动手研究的优点。为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种动量守恒演示仪，其特征在于：包括主机、底座、导轨、弹簧、钢球、电磁继电器和光电计时器，所述导轨和光电计时器均固定在底座上，所述光电计时器包括光电门、计时模块和通讯模块A，计时模块分别与光电门和通讯模块A连接；所述光电计时器的数量为两套，两套光电计时器的光电门对称设置在导轨的两端，两套光电计时器均通过通讯模块A与主机连接；所述弹簧放置在导轨上，所述钢球分别放置在弹簧的两端，所述电磁继电器对称固定在弹簧内，且电磁继电器与光电计时器连接；演示时，主机与光电计时器配合控制电磁继电器，电磁继电器与弹簧配合控制钢球运动。所述电磁继电器均与其中一套光电计时器的计时模块连接或分别与两套光电计时器的计时模块连接。所述底座上卡固有连接杆，所述电磁继电器水平固定在连接杆的两端。所述主机包括单片机、显示屏和通讯模块B，单片机分别与显示屏和通讯模块B连接，所述光电计时器通过通讯模块A和通讯模块B与主机连接。所述通讯模块为有线模块或无线模块，为有线模块时，主机安装在底座上；为无线模块时，主机安装在底座外。所述导轨由两根不锈钢钢管平行排布而成。所述底座上设置有刻度线。所述底座底部设置有用于调节底座水平的脚架。所述底座上固定设置有水平仪。所述底座上的导轨两端设置有用于收集钢球的收集槽，所述收集槽由底座表面向下凹陷形成，且收集槽内设置有缓冲垫。采用本技术的优点在于：1、本技术采用主机、底座、导轨、弹簧、钢球、电磁继电器和光电计时器组成动量守恒演示仪，在使用过程中，由主机同步控制光电计时器，能使计时精度达到0.01s，且不会影响钢球运动；由电磁继电器释放钢球，能达到两钢球同步释放，减少系统误差。与现有技术相比，本技术能够大幅减小验证过程中的误差，从而提高验证精度。同时还具有使用方便、结果呈现直观、成本低、便于学生自己动手研究的优点。2、本技术中的两套电磁继电器与光电计时器有两种连接方式，一种连接方式为均与其中一套光电计时器的计时模块连接，另一种连接方式为分别与两套光电计时器的计时模块连接，其中，分别与两套光电计时器连接的方式，可以使两套光电计时器的电池共同提供电能，能延长电池使用时间。3、本技术将电磁继电器水平固定在连接杆的两端，该结构能够保证对钢球的稳定控制，从而有利于提升演示精度。同时，由于连接杆卡固在底座上，因此连接杆还可移动，起到调节钢球和光电门之间距离的作用。4、本技术中的主机包括单片机、显示屏、电源和通讯模块B，通过显示屏能够投影显示实验结果，使得实验结果的观察更加方便。5、本技术中的通讯模块可为有线模块或无线模块，其中，为有线模块时，主机可安装在底座上；为无线模块时，主机可远程摆放，即安装在远离底座外的地方。具有使用更方便等优点。6、本技术中的导轨由两根不锈钢钢管平行排布而成，具有结构简单，制造方便和成本低廉等优点。7、本技术在底座上设置有刻度线，通过刻度线能够准确控制两钢球到光电门之间的距离，从而提升演示结果的准确性。8、本技术在底座底部设置有用于调节底座水平的脚架，通过脚架使得演示仪能够在不平整区域使用，提升了演示仪的使用范围。9、本技术在底座上固定设置有水平仪，通过水平仪能够快速确定整个演示仪是否处于水平状态，有利于提升演示结果的准确性。10、本技术在底座上设置有带缓冲垫的收集槽，通过收集槽能够实现钢球的收集，避免出现钢球掉落或遗失现象。附图说明图1为实施例1的主视结构示意图；图2为实施例1的俯视结构示意图；图3为实施例2的主视结构示意图；图4为实施例2的俯视结构示意图；图中标号为：1、主机，2、底座，3、导轨，4、弹簧，5、钢球，6、电磁继电器，7、光电计时器，8、计时模块，9、光电门，10、通讯模块A，11、通讯模块B，12、显示屏，13、单片机，14、连接杆，15、脚架，16、水平仪，17、收集槽。具体实施方式实施例1一种动量守恒演示仪，包括主机1、底座2、导轨3、弹簧4、钢球5、电磁继电器6和光电计时器7，所述导轨3和光电计时器7均固定在底座2上，所述光电计时器7包括光电门9、计时模块8（相当于单片机，通过单片机实现计时）、电源和通讯模块A10，计时模块8分别与光电门9和通讯模块A10连接；所述光电计时器7的数量为两套，两套光电计时器7的光电门9对称设置在导轨3的两端，两套光电计时器7均通过通讯模块A10与主机1连接；所述弹簧4放置在导轨3上，所述钢球5分别放置在弹簧4的两端，所述电磁继电器6对称固定在弹簧4内，且电磁继电器6与光电计时器7连接；演示时，主机1与光电计时器7配合控制电磁继电器6，电磁继电器6与弹簧4配合控制钢球5运动。本实施例中，所述的两套电磁继电器6与光电计时器7有两种连接方式，一种连接方式为两套电磁继电器6均与其中一套光电计时器7的计时模块8连接，即两套电磁继电器6均由同一套光电计时器7控制；另一种连接方式为两套电磁继电器6分别与两套光电计时器7的计时模块8连接，即两套电磁继电器6分别由两套光电计时器7控制。本实施例中，所述主机1包括单片机13、显示屏12、电源和通讯模块B11，单片机13分别与显示屏12和通讯模块B11连接，所述光电计时器7通过通讯模块A10和通讯模块B11与主机1连接。本实施例中，所述通讯模块（指通讯模块A10和通讯模块B11）为有线模块或无线模块，为有线模块时，主机1安装在底座2上；为无线模块时，主机1安装在底座2外，即主机1可远距离安装摆放，这样，在实际使用时，可将显示屏12放置在投影设备下，以便于实验结果的观察。本实施例中，所述导轨3由两根不锈钢钢管平行排布而成，钢管之间可以有一定间隙，以便于钢球5运动为佳；所述弹簧4为轻质弹簧4，沿导轨3的长度方向放置在导轨3的中部，弹簧是自由的；所述底座2上卡固有连接杆14，可调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动量守恒演示仪，其特征在于：包括主机（1）、底座（2）、导轨（3）、弹簧（4）、钢球（5）、电磁继电器（6）和光电计时器（7），所述导轨（3）和光电计时器（7）均固定在底座（2）上，所述光电计时器（7）包括光电门（9）、计时模块（8）和通讯模块A（10），计时模块（8）分别与光电门（9）和通讯模块A（10）连接；所述光电计时器（7）的数量为两套，两套光电计时器（7）的光电门（9）对称设置在导轨（3）的两端，两套光电计时器（7）均通过通讯模块A（10）与主机（1）连接；所述弹簧（4）放置在导轨（3）上，所述钢球（5）分别放置在弹簧（4）的两端，所述电磁继电器（6）对称固定在弹簧（4）内，且电磁继电器（6）与光电计时器（7）连接；演示时，主机（1）与光电计时器（7）配合控制电磁继电器（6），电磁继电器（6）与弹簧（4）配合控制钢球（5）运动。

【技术特征摘要】
1.一种动量守恒演示仪，其特征在于：包括主机（1）、底座（2）、导轨（3）、弹簧（4）、钢球（5）、电磁继电器（6）和光电计时器（7），所述导轨（3）和光电计时器（7）均固定在底座（2）上，所述光电计时器（7）包括光电门（9）、计时模块（8）和通讯模块A（10），计时模块（8）分别与光电门（9）和通讯模块A（10）连接；所述光电计时器（7）的数量为两套，两套光电计时器（7）的光电门（9）对称设置在导轨（3）的两端，两套光电计时器（7）均通过通讯模块A（10）与主机（1）连接；所述弹簧（4）放置在导轨（3）上，所述钢球（5）分别放置在弹簧（4）的两端，所述电磁继电器（6）对称固定在弹簧（4）内，且电磁继电器（6）与光电计时器（7）连接；演示时，主机（1）与光电计时器（7）配合控制电磁继电器（6），电磁继电器（6）与弹簧（4）配合控制钢球（5）运动。2.如权利要求1所述的一种动量守恒演示仪，其特征在于：所述电磁继电器（6）均与其中一套光电计时器（7）的计时模块（8）连接或分别与两套光电计时器（7）的计时模块（8）连接。3.如权利要求1或2所述的一种动量守恒演示仪，其特征在于：所述底座（2）上卡固有连接杆（14），所述电磁继电器（6）水平固定在连接杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪顺兴，
申请(专利权)人：汪顺兴，
类型：新型
国别省市：四川,51