[发明专利]一种物理动量守恒演示教具

说明书

本发明涉及教具领域，具体的说是一种物理动量守恒演示教具，包括实验单元、用于安装实验单元的轨道、用于显示旋转臂转速的液晶显示屏、用于选取测量时间点的测量按钮、开关和单片机控制电路；所述的实验单元有2个；2个实验单元分别安装在轨道上；所述的液晶显示屏、测量按钮、开关从左至右依次安装在轨道的前表面；所述的单片机控制电路安装在轨道的内部；液晶显示屏、测量按钮、开关分别通过导线与单片机控制电路相连接。通过本发明，不仅可以通过更换旋转杆和球体来得到多组实验数据，而且实验数据观察方便、精确。

技术领域

本发明涉及教具领域，具体的说是一种物理动量守恒演示教具。

背景技术

在动量守恒定律的学习过程中，实验的验证对于学生们来说不仅能够更加直观和有说服力更能增加学生的学习兴趣；但是现有的动量守恒演示教具，旋转杆的长度和球体的质量设置有限，得到的数据有限，说服力有限。并且，实验数据普遍具有精度偏低、观察困难的缺点。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种物理动量守恒演示教具，不仅可以通过更换旋转杆和球体来得到多组实验数据，而且实验数据观察方便、精确。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种物理动量守恒演示教具，包括实验单元、用于安装实验单元的轨道、用于显示旋转臂转速的液晶显示屏、用于选取测量时间点的测量按钮、开关和单片机控制电路；所述的实验单元有2个；2个实验单元分别安装在轨道上；所述的液晶显示屏、测量按钮、开关从左至右依次安装在轨道的前表面；所述的单片机控制电路安装在轨道的内部；液晶显示屏、测量按钮、开关分别通过导线与单片机控制电路相连接；所述的轨道呈柱状结构，轨道的横截面为梯形；轨道上部设置有一个水平方向的滑轨；

所述的实验单元包括球体、旋转臂、用于安装旋转臂及测量旋转臂转动速度的旋转臂基座、用于安装旋转臂基座的竖杆、用于将竖杆固定在轨道上的紧固旋钮、用于将旋转臂的较小的旋转角速度以一定比例进行放大的齿轮组和用于测量旋转臂转速的霍尔测速模块；所述的球体有N个，N个球体具有不同的质量；所述的旋转臂有M个，M个旋转臂具有不同的长度；

所述的竖杆呈长方体结构；竖杆的底端与滑轨相滑动连接；竖杆的底部设置有一个用于将竖杆通过紧固旋钮固定在轨道上的长方体突起；所述的紧固旋钮穿过所述的长方体突起与轨道相接触；竖杆的中部固定地设置有一个用于安装霍尔测速模块的传感器安装台；所述的传感器安装台呈长方形板状结构；所述的旋转臂基座呈圆柱体结构；旋转臂基座的底部通过轴承与竖杆的顶部相连接；旋转臂基座顶部设置有一个用于安装旋转臂的长方体卡口；所述的长方体卡口，两侧从上至下依次设置有两个用于固定旋转臂的圆柱形通孔；所述的旋转臂呈长方体结构；旋转臂的一端通过螺栓固定地安装在长方体卡口内；旋转臂的另一端设置有一个螺纹柱；所述的球体，设置有一个螺纹孔；所述的螺纹孔与所述的螺纹柱相啮合；球体通过所述的螺纹柱和螺纹孔相配合固定地安装在旋转臂上；

所述的齿轮组包括一号齿轮和二号齿轮；所述的一号齿轮与旋转臂基座相固定连接；所述的二号齿轮安装在传感器安装台上；一号齿轮与二号齿轮相啮合；

所述的霍尔测速模块包括霍尔传感器、圆盘和磁铁；所述的磁铁有X个；所述的圆盘呈圆形盘状结构；圆盘固定地设置在二号齿轮的转轴上；所述的X个磁铁分别均匀的固定地设置在圆盘上；所述的霍尔传感器安装在传感器安装台上；霍尔传感器正对X个磁铁所在的圆；霍尔传感器通过导线与所述的单片机控制电路相连接。

优选地，所述的磁铁有4个。

优选地，所述的旋转臂基座、旋转臂由塑料材质构成；所述的球体由金属材质构成。

优选地，所述的旋转臂上刻有旋转臂的长度；所述的球体上刻有球体的质量。

优选地，所述实验单元和轨道的外侧设有透明罩，透明罩由亚克力板制成，透明罩可避免旋转臂在转动是伤到实验者，透明罩的的一侧设有开口，实验者通过该开口移动实验单元。