[实用新型]多种运动计时计位显示器

说明书

本实用新型为多种运动计时计位显示器，属于教学演示用具。

多种运动的物体，在不同的时刻有不同的空间位置及其运动轨迹，若想记录尤其是记录下每隔相同时间物体在空间的位置很困难。在现行教材和学生实验册中采用的是打点计时器来记录直线运动的物体在各个连续相等时间里的位移，但不能记录曲线运动；在教材中利用了闪光照片研究了直线运动即自由落体运动和曲线运动的平抛物体运动，但闪光照相不能当堂课实验，拍照很不直观、而且一套仪器造价过高，操作难度大，实验成功率不高；在学生实验册中用了定点描线法，即“把事先做好的有孔的纸卡用手按在竖直木板上，调整卡片位置使从弧形槽滚下的小球刚好从卡片孔中通过，记下小球通过孔时的一系列位置，用平滑曲线作出平抛运动的轨迹”。使用这种方法，小球平抛运动要重复多次，而且每次都要求小球在同一高度初速度地滚下，因此操作难度大，花时多，且描画的也只能是近似曲线，误差较大，还不能记录运动物体在各个连续相等时间里的位置；在中国专利CN2086440U中提供了一种平抛运动轨迹显示器，它只能描述轨迹而不能记录运动物体在各个连续相等的时间里的位移。

针对上述情况，本实用新型的目的是提供一种能把包括直线和曲线运动在内的各种运动物体在各个连续相等的时间里通过位置反映的位移以及运动轨迹一次性地、连续、清楚、完整、自动的纪录显示的仪器。

本实用新型是通过下述方式实现的：由实验板架、横截面为槽形水平段为直线的弧形导轨、其水平段底部挂在重垂线，弧形导轨内装有计位器及安装在实验板架底板上的调整螺栓组成。计位器是一个等时喷点计时计位器，它是一圆柱形的空心滚子，滚子内部装有定时喷射器及安装在微型电机转轴上的偏心孔转动圆盘，定时喷射器是由固定圆柱筒及其内装的带彩色水的注射器、微型电机、电位器和装电池的电池盒构成，注射器的轴心线对准滚子端头上安装的圆形活动挡板的中心孔，彩色水滴由其中心孔喷出。弧形导轨安装在实验板架的左端，其位置可沿垂直方向在实验板架左端的孔中，根据需要上下调整，与实验板架相接触的水平段做成能在实验板架的水平面上旋转，使其角度可调，在实验板架上挂有坐标纸。

本实用新型的操作步骤：

1、调整实验板：调整实验板架上底板螺栓，使实验竖直板竖直，将坐标纸挂在竖直板上，挂时应注意将坐标纸上的竖直线与重垂线平行。

2、调整等时喷点计时计位器，首次使用时应将2节5号电池装入电池盒，把注射器的活塞抽出将彩色水注入注射器中，刚好插入活塞，打开电位器的开关调整转速，使偏心孔转动圆盘的转动周期为1／30秒左右，实验时可用橡皮条挂在注射器的活塞上，这样彩色水由注射器针头喷出经过偏心孔转动圆盘上的小孔间断的喷出，然后经过圆形活动挡板的中心孔每隔1／30秒喷射一次，实现了经过各个连续相等时间的等时喷射。如果将彩色水点喷向实验板架的坐标纸上就可以记录时间和位置。

本实用新型可替代打点计时器和闪光照相，教学直观、学生易懂、花时少、实验一次完成，不但能描运动轨迹，而且还能计时计位，实现了一器多用，是一种理想的教学用显示仪器。

下面结合附图详细叙述本实用新型的最佳实施例。

图1为多种运动计时计位显示器。

图2为等时喷点计时计位器剖示图。

图3为做匀速直线运动的多种运动计时计位显示器示意图。

图4为做匀加速直线运动的多种运动计时计位显示器示意图。

图5为做匀减速直线运动的多种运动计时计位显示器示意图。

图6为做平抛运动的多种运动计时计位显示器示意图。

图7为做斜抛运动的多种运动计时计位显示器示意图。

图8为做自由落体运动的多种运动计时计位显示器示意图。

图9为做单摆运动的多种运动计时计位显示器示意图。

图10为做圆周运动的多种运动计时计位显示器示意图。

图中：1等时喷点计时计位器、2实验板架、3弧形导轨、4调整螺栓、5坐标纸、6重垂线、7圆柱体滚子、8定时喷射器、9圆形活动挡板、10注射器、11微型电机、12电位器、13偏心孔转动圆盘、14固定圆柱筒、15橡皮条、16彩色水、17电池盒。