[实用新型]物体直线运动演示仪

说明书

本实用新型涉及一种物理实验仪器，特别是一种演示物体直线运动的仪器。

物体的直线运动是中学物理课本中的重要内容，学习该部分内容时，由于缺少这方面的实验仪器，学生对速度、时间、路程三者关系缺乏直观的认识，对此，急需研制这方面的实验仪器。

本实用新型的目的就是针对缺乏演示物体直线运动的仪器问题，而研制的一种物体直线运动演示仪。

本实用新型的目的是这样实现的，所述的演示仪是在一长方形桌面上铺设两根平行的导轨，导轨上有一个可以沿导轨运动的带有金属轮的小车，小车上设有电磁打点器，在桌面的后侧和桌面垂直设有一带有刻度的、便于电磁打点器在上面打点的路程刻度板，桌面的前侧嵌有数码显示窗，桌面下设有一带控制面板的控制箱，所述的控制面板上有一个三档开关按钮、复位按钮和启动按钮，控制箱内设有电动机、变速器和时钟显示、电磁打点器、运动形式控制电路。

所述的时钟显示电路，采用时钟电路CD4060.CD4518产生精确秒脉冲，该脉冲信号经启动按钮进入计数电路CD4017，CD4017的译码输出端Q0—Q9每隔一秒依次输出高电平，这高电平分别使三极管BG0—BG9导通，对应的数码管显示时间数值。

所述的电磁打点器电路，CD4017输出端Q1—Q9输出的高电平，经电容C1—C9和电阻R1—R9取脉冲上沿，经施密特电路和二板管限流电阻R10使三极管BG10导通电磁铁吸引打点器打点。

所述的运动形式控制电路，CD4017的输出端Q1—Q9依次输出高电平时，这个电路由三极管BG11供电，三档开关置于匀加速位置1时，电流通过电阻R11向电容C10充电，这时电机两端的电压增加，转速也加快，小车作匀加速运动。当三档开关置于匀减速位置I时，电流通过BG13电阻R12向电容充电，随着电容C11两端的电压升高，三板管BG13的等效电阻增大，三极管BG12使电机两端的电压变小，电机的转速变小，小车作匀减速运动。当三档开关置于匀速位置III时，电机两端的电压恒定不变，电机的转速大小不变，小车作匀速运动。    

所述的数码显示窗，从左至右依次显示0123456789，以显示物体运动的时间。

由于采用上述结构，物体在单位时间内进行的匀速、匀加速、匀减速直线运动时运动的轨迹在路程刻度板上显示出来，比较直观、形象。

下面结合附图详细说明本实用新型的实施例

图1演示仪示意图

图2桌面平面图

图3电路图

图中：1、电磁打点器2、时间显示窗3、控制面板4、复位按钮5、启动按钮6、三档开关7、路程刻度板、8、齿孔皮带9、小车10、桌面11、金属导轨

在长方形桌面10上辅设着两根平行的金属导轨11，金属导轨11上有一个可以沿金属导轨11运动的带有金属轮的小车9，小车9上设有电磁打点器1，在桌面10的后侧和桌面10垂直设有一带有刻度的、便于电磁打点器1在上面打点的路程刻度板7，桌面10的前侧嵌有数码显示窗2，桌面下设有一带控制面板3的控制箱，控制面板3上有一个三档开关按钮6、复位按钮4和启动按钮5，控制箱内设有电动机变速器和时钟显示、电磁打点器、运动形式控制电路。时钟显示电路，采用时钟电路CD4060.CD4518产生精确秒脉冲，该脉冲信号经启动按钮进入计数电路CD4017，CD4017的译码输业端Q0—Q9每隔一秒依次输出高电平，这高电平分别使三极管BG0—BG9导通，对应的数码管显示时间数值。电磁打点器电路，CD4017输出端Q1—Q9输出的高电平，经电容C1—C9和电阻R1—R9取脉冲上沿，经施密特电路和二极管限流电阻R10使三极管BG10导通电磁铁吸引打点器打点。运动形式控制电路，CD4017的输出端Q1—Q9依次输出高电平时，这个电路由三极管BG11供电，三档开关6置于匀加速位置I时，电流通过电阻R11向电容C10充电，这时电机两端的电压增加，转速也加快，小车作匀加速运动。当三档开关6置于匀减速位置II时，电流通过BG13电阻R12向电容充电，随着电容C11两端的电压升高，三板管BG13的等效电阻增大，三极管BG12使电机两端的电压变小，电机的转速变小，小车作匀减速运动。当三档开关6置于匀速位置III时，电机两端的电压恒定不变，电机的转速大小不变，小车作匀速运动。