[实用新型]便携式物理教学测速仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种便携式物理教学测速仪，属于教学仪器领域。

背景技术

传统物理实验中涉及到速度时往往是借助于打点计时器。通过打出纸带，分析纸带，算出速度，然后才进行速度与其他物理量的探究。但是，要在一节新授课的课堂上进行这样一系列繁琐的过程未免战线过长、效率太低。另外，实验室当中的计时计数测速仪是能弥补这一不足，但是它体积过大、不便携带、造价昂贵的特点使得它只能用于实验室。于是要想在课堂上演示这样的物理实验往往显得束手无策。利用现代信息技术改造传统实验意义重大，可以极大地提高学生的实验探究能力。便携式物理教学测速仪是对在课堂演示与速度有关实验这一空白的补充。

实用新型内容

本实用新型提供一种便携式物理教学测速仪，具有体积小、携带方便、成本低、性能可靠、精度高的优点。

本实用新型采用以下技术解决方案：一种便携式物理教学测速仪，包括两个光电开关、显示器、单片机、复位键、电源键、电源和外壳；光电开关、显示器、电源键和复位键安装在外壳外部，电源和单片机安装在外壳内部；两个光电开关连接单片机，单片机连接显示器，电源连接光电开关、单片机和显示器。

电源由两节9V电池和7805稳压芯片组成。

显示器为数码管。

本实用新型与传统的计时计数测速仪相比，应用广泛、耐用、造价低廉，用最少的元器件可完成同样的功能；使用9V直流电源，电池供电比市电更安全，同时避免了拖着长长的电源线到处找电源插座；本使用新型体积小，重量轻，方便携带，有利于教学中演示实验的开展。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的原理框图。

图中：1、光电开关，2、显示器，3、单片机，4、复位键，5、电源键缸，6、电源，7、电池盖，8、外壳。

具体实施方式

如图1所述，本实用新型包括两个光电开关1、显示器2、单片机3、复位键4、电源键5、电源6和外壳8；光电开关1、显示器2、电源键5和复位键4安装在外壳8外部，电源6和单片机3安装在外壳8内部；两个光电开关1连接单片机3，单片机3连接显示器2，电源6连接光电开关1、单片机3和显示器2。电源6由两节9V电池和7805稳压芯片组成。显示器2为数码管。两节9V电池的外侧被电池盖7盖住并固定。

其电连接原理为图2所示，工作原理为：预先设置好的两对光电开关（间距为L），作为信号采集部件，当有物体经过第一个光电开关时，控制时钟开始计时，物体经过第二个光电开光时停止计时，得到时间间隔T。经计算程序得出速度V=L/T。再由单片机把速度值输出给显示系统，通过数码管显示出来。

现就以高中物理“机械能守恒定律”这一节给出探究实验实例：

在黑板上画出竖直坐标，规定0位置为零势能参考面；按下本使用新型的电源键5，并靠近0.4米位置；取直径大约2厘米的小球，让小球从0.5米的高度开始自由下落，小球经过光电开光1，本实用新型测出小球经过0.4米位置时的速度大小。同样地，测出小球从0.5米位置自由下落，经过0.3米、0.2米、0.1米、0.0米位置时的速度大小。通过计算，得出各个位置的重力势能、动能大小；分析数据得出规律。实现了在新授课中定量探究机械能守恒定律。

本使用新型由于体积小，便于携带，其可在速度、加速度、自由落体运动、圆周运动、动能、重力势能、动能定理、机械能守恒定律、动量定理、动量守恒定律等众多章节的课堂演示实验中得到广泛应用。