一種勻變速直線運動規律演示儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及教學儀器，具體涉及一種勻變速直線運動規律演示儀。
【背景技術】
[0002]光敏電阻憑借它對光的敏感性(即光譜特性)而得名，具有可靠性好、體積小、靈敏度高、反應速度快、光譜特性好等優點。與人眼對可見光的響應很接近，只要人眼可感受的光，都會引起它的阻值變化。在醫學、軍事、工業、農業上都有著廣泛的應用。
[0003]單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規模集成電路技術把電路集成到一塊硅片上而構成的一個小而完善的微型計算機系統。廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域。
[0004]傳統探究小車速度隨時間變化規律的方法是采用“速度-時間圖像”來反應小車的運動規律，但是這種方法會遇到很多問題，比如說，紙帶與打點計時器之間存在的摩擦會影響實驗效果，實驗時小車所掛鉤碼的個數必須要適當，小車的質量要遠大于鉤碼的質量等等。整個實驗操作過程比較繁瑣，耗時長，不利于實驗的反復進行且實驗演示的直觀效果也不好。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種勻變速直線運動規律演示儀，其能直觀的演示出物體勻變速直線運動規律。
[0006]本實用新型所述的一種勻變速直線運動規律演示儀，包括小車、小車內部的激光發射裝置、小車軌道、以及激光接收裝置，其特征是:
[0007]—激光頭水平固定在所述小車的左前上方，所述激光頭的頭部固定在所述小車的左側外部，其他部分則固定在所述小車內部。
[0008]一第一單片機固定在所述小車底部前端。
[0009]一電源固定在所述小車底部后端。
[0010]進一步，所述小車內部還包括若干導線和開關，將所述激光頭、所述第一單片機、所述電源、所述開關電連接，形成一回路。
[0011]—小車軌道，屬于所述激光接收裝置外殼的一部分，位于所述小車下方。
[0012]一光敏電阻，水平均勻分布于所述激光接收裝置中下方，并與所述激光頭等高，與所述單片機電連接。
[0013]一第二單片機固定于所述激光接收裝置中部。
[0014]一 LED燈組中各LED燈水平等間距固定于所述激光接收裝置外殼上方，與所述光敏電阻--對應，且與所述第二單片機電連接。
[0015]進一步，所述激光接收裝置還包括設在所述激光接收裝置外殼右下方的電源插頭，與所述光敏電阻、第二單片機、LED燈組電連接。
[0016]本實用新型的有益效果:
[0017](I)實驗操作簡單，可反復實驗，能有效避免單次實驗可能帶來的偶然性；
[0018](2)實驗現象明顯直觀，可以直接通過觀察LED燈組的發光情況，得出小車勻變速直線運動規律，為課堂節約時間；
[0019](3)能夠高效直觀地演示出小車勻變速直線運動規律；
【附圖說明】
[0020]圖1是裝置結構框圖；
[0021]圖2是裝置原理圖；
[0022]圖3是小車內部細節圖；
[0023]圖中:1_小車，2-激光頭，3-第一單片機，4-電源，5-開關，6-導線，7-激光發射裝置，8-小車軌道，9-光敏電阻，10-第二單片機，Il-LED燈組，12-電源插頭13-激光接收
目.ο
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0025]參見圖1、圖2、圖3所示的一種新型勻變速直線運動規律演示儀，包括小車1、激光發射裝置7、小車軌道8、激光接收裝置13，其結構特點是:
[0026]一激光頭2水平固定在所述小車左前上方，所述激光頭2的頭部固定在所述小車I左側外殼上，所述激光頭的其他部分則固定在所述小車內部。
[0027]—第一單片機3固定在所述小車I底部前端，且所述第一單片機3內含一程序(程序可更改)，用于控制所述激光頭2周期性發光。
[0028]一電源4固定在所述小車I底部后端。
[0029]進一步，所述小車I內部還包括所述開關5和所述導線6，所述激光頭2與所述第一單片機3、所述電源4和所述開關5電連接，形成一個回路。
[0030]一小車軌道8，屬于所述激光接收裝置13外殼的一部分，為所述小車I的運動提供軌道，使所述光敏電阻9能準確接收到所述小車I發射出的激光。
[0031]一光敏電阻9，水平均勻分布于所述激光接收裝置13外殼的中下方，與所述第二單片機10電連接，且與所述激光頭2等高，用于控制所述LED燈組11發光，即形成光控式開關。
[0032]一第二單片機10固定于所述激光接收裝置13中部，內含一程序(程序可更改)，當所述光敏電阻9接收到所述小車I發射出的激光時，控制所述LED燈組11中相應的LED燈發光的延遲時間。
[0033]一 LED燈組11與光敏電阻9 一一對應，水平等間距分布于所述激光接收裝置13外殼上方，且與所述第二單片機10電連接。
[0034]進一步，所述激光接收裝置13還包括所述電源插頭12，與所述光敏電阻9、所述第二單片機10、所述LED燈組11電連接。
[0035]進一步，當裝置運行時，所述小車I在所述小車軌道8上運動，LED燈組11中會依次出現LED燈亮滅段交替的現象，此時通過LED燈亮滅段的個數比便能直觀的觀察出小車運動的規律。
[0036]演示時:插上電源插頭，打開小車電源開關，給小車一個初速度或者將該演示儀的一端墊高，此時小車將會在小車軌道上做勻變速直線運動，同時激光發射裝置會發出周期性的激光，接收到激光的光敏電阻將控制相應的LED燈發光，同時第二單片機的程序控制LED燈發光的持續時間。通過LED燈亮滅段個數的比例關系，即可直觀的觀察出小車勻變速直線運動規律，通過簡單的公式計算即可得出加速度的大小。比如，設置激光頭發光時間及其間隔時間相等:當小車做勻速直線運動時，就會看到有a盞燈亮和a盞燈滅交替的周期性規律，即1:1: 1......的關系；如果小車做初速度為O的勻加速直線運動，就會觀察到
LED燈組亮、滅段的LED燈個數的比為1: 3: 5:......的規律等等，于是通過LED燈亮滅的比例關系就形象直觀的演示了小車勻變速直線運動規律。
【主權項】
1.一種勻變速直線運動規律演示儀，包括小車(I)、小車內部的激光發射裝置(7)、小車軌道(8)、以及激光接收裝置(13)，其特征是: 一小車內部的激光發射裝置(7)，所述激光發射裝置中的激光頭(2)、第一單片機(3)、電源(4)、開關(5)順序電連接； 一激光接收裝置(13)，所述激光接收裝置內部的光敏電阻(9)、第二單片機(10)、LED燈組(11)、電源插頭(12)順序電連接； 一激光頭(2)與所述光敏電阻(9)等高，通過激光將小車(I)和激光接收裝置(13)連接起來。2.根據權利要求1所述的一種勻變速直線運動規律演示儀，其特征是:所述激光頭(2)水平固定在小車(I)內部的左前上方；所述第一單片機(3)固定在小車(I)底端前部；所述電源⑷固定在小車⑴底端后部。3.根據權利要求1所述的一種勻變速直線運動規律演示儀，其特征是:所述光敏電阻(9)水平等間距分布在激光接收裝置(13)內下部，與所述激光頭(2)等高；所述第二單片機(10)位于激光接收裝置(13)中部，與光敏電阻(9)和LED燈組(11)電連接；所述LED燈組(11)與光敏電阻(9) 一一對應，水平等間距分布在激光接收裝置(13)上部；所述電源插頭(12)位于激光接收裝置(13)外殼右下方。
【專利摘要】本實用新型裝置是一種勻變速直線運動規律演示儀，包括小車、激光發射裝置、小車軌道、以及激光接收裝置。一激光發射裝置位于小車內部，所述激光頭水平固定在小車左前上方，所述第一單片機固定在小車底端前部，所述電源固定在小車底端后部；一激光接收裝置，所述光敏電阻水平均勻分布在激光接收裝置下部，與激光頭等高，所述第二單片機位于激光接收裝置中部，與光敏電阻和LED燈組電連接，所述LED燈組與光敏電阻一一對應，水平均勻分布在激光接收裝置上部，所述電源插頭位于激光接收裝置外殼右下方。本實驗新型裝置能高效直觀的演示出小車勻變速直線運動的規律。
【IPC分類】G09B23/10
【公開號】CN204857003
【申請號】CN201520170173
【發明人】張瑞鶴, 李佳芹, 譚興文, 王英慧, 黃萍萍, 鄒新政
【申請人】西南大學
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年3月20日