本实用新型专利技术是一种中学物理教学中使用的多功能力学实验仪，采用两条形导轨（ａ↓［１］，ａ↓［２］）和小车（ｅ），小车上装有磁体（Ｍ↓［１］，Ｍ↓［２］）和衔铁（Ｎ），导轨的Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ位置上设有微型磁控开关（Ｃ↓［１］、Ｃ↓［２］、Ｃ↓［３］、Ｃ↓［４］），在微型磁控开关上接有电子计时器（ｂ↓［１］、ｂ↓［２］、ｂ↓［３］），和开关（Ｋ↓［１］、Ｋ↓［２］、Ｋ↓［３］、Ｋ↓［４］），在导轨的起始端设有带电池（ｆ）的微型电磁铁（ｄ）及其开关（Ｋ↓［５］）。该实验仪体积轻小，取材容易，造价低廉，操作方便，精度较高，易于推广。（*该技术在2001年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及教学仪器
，具体地说是高中物理教学中使用的多功能力学实验仪。在高中的物理教学中，匀加速运动规律、自由落体运动规律、牛顿第二定律、动量守恒定律、机械能守恒定律的实验关键，是对物体的即时速度和加速度的测定。由速度V＝△s／△t、加速度a＝2s／t2知，要测准a、v就得测准位移S和时间t。现有的仪器(普通型)在测这两个量时，往往顾此失彼，最困难的是测时间t和测准运动位移S，即准确计时的问题。现在中学中最广泛使用的这类仪器是“打点计时器－平板小车”组件，其计时精度为0.02秒(即市用交流电的周期)，由于其结构(如附图说明图1所示)上无法克服的毛病，即(1)打点瞬间，打点针的压力将通过复写纸对纸带的运动产生很大的纵向阻力；(2)纸带在与复写纸分离时，由于打点处复写纸腊纸的粘连作用，将对纸带产生测向拉力，这一瞬间纸带将横向摆动，然后又弹回去；(3)纸带通过限位框时，由于(1)、(2)所述原因，而运动不稳定，常出现不规则摆动和跳动，使打点点迹不准确，因此，打在纸带上的点并非排成一条直线，而常是歪歪扭扭，点迹分布不均匀，又由于所记录的位移不准确，所计算出的速度、加速度自然就不可靠了。测定速度、加速度而进行前述五个实验的另一常用仪器是“气垫导轨”，它在消除摩擦力，准确测量位移、时间－从而准确测量速度、加速度方面，设计科学，性能优异，但由于价格昂贵，体大笨重，在工作时，气泵发出强大吼声，严重干扰教学，致使它问世多年，而至今无法普及推广。本技术的目的在于提供一种能克服“打点计时器－平板小车”组件的不足，精度接近“气垫导轨”，且价格低廉，适用于中学物理力学教学的“多功能力学实验仪”。本技术的技术方案为用两条导轨和小车，在小车上装有两个磁体和衔铁，导轨的A、B、C、D位置上设有四个微型磁控开关，在微型磁控开关上接有电子计时器和开关，在导轨的起始端设有带电池的微型电磁铁及其开关。小车上磁体作用于分布在导轨上位置A、B、C、D的微型磁控开关，使之吸合和断开，从而控制电子计时器的计时起停，以测定运动小车的即时速度和加速度。本技术的优点是验证动量守恒定律等类实验的误差在10％以内，验证匀变速运动规律的及牛顿第二定律的实验误差在5％以内，且体积轻小，取材容易，造价低廉，操作方便，易于推广。图1为“打点计时器－小车”的结构示意图图2为“多功能力学实验仪”的结构示意图图3为载磁小车示意图图4为验证动量守恒定律开始时两小车的正确位置实施例如图2所示，该实验仪有两条导电导轨a1和a2，小车(e)上装有磁体(M1，M2)(用永磁体和电磁铁均可)和衔铁(N)(如图3所示)，磁体置于小车车架下方前轮的前后沿，衔铁紧固于小车尾部；导轨的A、B、C、D位置上设有微型磁控开关(C1、C2、C3、C4)，在微型磁控开关上接有电子计时器(b1、b2、b3)和微型单刀双掷开关(K1、K2、K3、K4)，电子计时器可用多功能电子表代替，在导轨的起始端设有带电池(f)的微型电磁铁(d)及其双刀三掷开关(K5)。当测量即时速度时，将开关K1置于1，K2、K3、K4均置于2，将电子表b2从K2处拆下，插入K4的插孔中，在D处计时，让小车从O点出发，依次经过A、B、D，当小车上磁头M1掠过微控开关C1时，C1吸合，使电子表b1的0.01秒按键接通，电子表b1开始计时。磁头M1通过C1的过程中以及通过后，计时并不停止，直至磁头M2掠过C1时，C1再次吸合，使电子表b1的0.01秒按键再次接通，b1的计时立即停止。此过程中所记录的时间t1，便是磁头M1、M2到达C1的时间差，即小车前进位移L(M1、M2间的距离)所用的时间。所以，小车通过A点的即时速度可由公式VA＝L／t1求得，同理，可求得VB、VC。从而可以验证匀变速运动规律(V2＝2as)；动量守恒定律(m1v1＝m1v1′＋m2v2′)(如图4所示，验证动量守恒定律开始时，两小车的位置)；机械能守恒定律(mgh＝1／2mv2)。当测定匀变速运动和自由落体运动时，取去小车上的磁头M2，保留磁头M1，让导轨基座倾斜，D端斜向下，则小车在轨导上作匀加速运动。由初速为零的匀加速运动规律S＝1／2at2，当S1S2S3＝149时，必有t1t2t3＝123。将K1置于1，K2、K3、K4置于2，拆除电子表b2、b3、，保留电子表b1，将K5置于3，电磁铁通电，小车尾部的衔铁被电磁铁吸住，将K5由位置3迅速拨至1，则电磁铁断路，吸力消失，小车便从O点(磁头M1前沿所在位置)由初速为零开始下滑，K5在由位置3至位置1时，中间须经过位置2，在经过位置2的瞬间，导轨a1、a2被接通，电子表b1的0.01秒按键被瞬间接通(相当于按第一次)，马上又断开，所以，在小车开始下滑的同时，电子表b1开始计时，当小车磁头M1到达A时，置于A处的微型磁控开关C1受M1作用而吸合，使电子表b1的0.01秒按键再次接通(相当于按第二次)，计时立即停止。由此，十分精确地记录了小车从O到达A所经历的时间t1。然后将K1、K2、K4置于2，将K3置于1，测出小车从O点到达D点的时间t3。由于OAOCOD＝149，则必有t1t2t3＝123。由此，不仅可验证初速为零的匀加速运动规律，而且可研究自由落体运动(将导轨竖放即可)，又由于s、t均可精确测量，故可由S＝1／2at2，a＝2s／t2，计算a，从而可验证牛顿第二定律。权利要求1.一种采用实验小车的多功能力学实验仪，它包括有导轨和小车，其特征在于导轨为两条形导轨(a1，a2)，小车(e)上装有磁体(M1，M2)和衔铁(N)，导轨的A、B、C、D位置上设有微型磁控开关(C1、C2、C3、C4)，在微型磁控开关上接有电子计时器(b1、b2、b3)，和开关(K1、K2、K3、K4)，在导轨的起始端设有带电池(f)的微型电磁铁(d)及其开关(K5)。2.根据权利要求1所述的实验仪，其特征在于磁体(M1、M2)置于小车车架下方前轮的前后沿，衔铁(N)在小车的尾部。3.根据权利要求1所述的实验仪，其特征在于开关K1、K2、K3、K4为微型单刀双掷开关，开关K5为双刀三掷开关。4.根据权利要求1所述的实验仪，其特征在于电子计时器(b1、b2、b3)可用多功能电子表代替。5.根据权利要求1所述的实验仪，其特征在于导轨(a1、a2)为导电导轨。专利摘要本技术是一种中学物理教学中使用的多功能力学实验仪，采用两条形导轨(a文档编号G09B23/10GK2088719SQ9120311公开日1991年11月13日 申请日期1991年2月27日 优先权日1991年2月27日专利技术者陈德棠 申请人:陈德棠本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用实验小车的多功能力学实验仪，它包括有导轨和小车，其特征在于导轨为两条形导轨（ａ↓［１］，ａ↓［２］），小车（ｅ）上装有磁体（Ｍ↓［１］，Ｍ↓［２］）和衔铁（Ｎ），导轨的Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ位置上设有微型磁控开关（Ｃ↓［１］、Ｃ↓［２］、Ｃ↓［３］、Ｃ↓［４］），在微型磁控开关上接有电子计时器（ｂ↓［１］、ｂ↓［２］、ｂ↓［３］），和开关（Ｋ↓［１］、Ｋ↓［２］、Ｋ↓［３］、Ｋ↓［４］），在导轨的起始端设有带电池（ｆ）的微型电磁铁（ｄ）及其开关（Ｋ↓［５］）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈德棠，
申请(专利权)人：陈德棠，
类型：实用新型
国别省市：53[中国|云南]
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