毫秒计式最限速演示仪的制作方法
专利名称：毫秒计式最限速演示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种最限速演示装置，尤其是一种用于记录时间的毫秒计式最限速演示仪，属于物理学用教学仪器设备技术领域。
背景技术：
意大利科学家伽利略在1630年提出一个分析学的基本问题_ “一个质点在重力作用下，从一个给定点到不在它垂直下方的另一点，如果不计摩擦力，问沿着什么曲线滑下所需时间最短”。瑞士数学家约翰.伯努利在1696年再提出这个最速降线的问题，征求解答。次年已有多位数学家得到正确答案，其中包括牛顿、莱布尼兹、洛必达和伯努利家族的成员。这问题的正确答案是连接两个点上凹的唯一一段旋轮线。因此这条最降速线就是两个点上凹的唯一一段旋轮线，旋轮线也称摆线。目前，现有的演示装置，按照最限速的基本原理，在一个斜面上，摆两条轨道，一条是光滑直线轨道，一条是光滑旋轮线轨道，起点高度以及终点高度都相同，两个质量、大小一样的小球同时从起点位置沿两条不同轨道向下滑到终点位置，旋轮线轨道上的小球先到达终点，由于直线轨道上的小球和旋轮线轨道上的小球到达终点的所需的时间不同可以做定性验证。但现有演示装置具有下述缺点由于两条轨道的长度有限，小球在光滑的轨道上运动速度较快，两者的时间间隔差值很小，因此这种定性不定量的演示装置，很难观察到哪个小球先到达终点，影响观察实验结果。记录时间是最限速演示仪的重要组成部分，其功能在于将物体沿旋轮线运动和其它轨迹运动所用的不同时间间隔记录下来，定量验证最速降线理论。
发明内容本实用新型针对现有技术的不足，提供一种结构新颖、演示效果准确、直观并能定量记录时间的毫秒计式最限速演示仪。本实用新型的技术方案如下一种毫秒计式最限速演示仪，包括固定架，所述固定架上设置有一条光滑直线轨道和一条光滑旋轮线轨道，直线轨道的起点高度和旋轮线轨道的起点高度相同，直线轨道的终点高度和旋轮线轨道的终点高度相同，直线轨道和旋轮线轨道上分别设有质量、大小相同的小球，其特征在于还包括毫秒计，所述的直线轨道的起点和终点处分别设置有光敏管，两光敏管电连接数字毫秒计的一组信号输入端，旋轮线轨道的起点和终点处分别设置有光敏管，两光敏管通电连接数字毫秒计的另一组信号输入端。所述的毫秒计采用SY411型数字毫秒计。SY411型数字毫秒计具有双路计时功能， 购于西安双英科技有限公司。所述的光敏管为单色光敏管。所述固定架为金属固定架。本实用新型的有益效果是[0011]1、本实用新型的数字毫秒计式最限速演示仪通过毫秒计记录不同时间间隔来观察最限速问题，演示现象直观，效果明显、灵敏、准确。2、本实用新型结构新颖、制作简单、定性观察、定量记录均可。
图1是毫秒计式最限速演示仪的结构示意图。其中，1、直线轨道；2、旋轮线轨道；3、小球；4、光敏管；5、毫秒计；6、固定架。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步描述，但本实用新型保护范围不限于此。实施例1 如图1所示，一种毫秒计式最限速演示仪，包括固定架6，固定架6为金属固定架， 固定架6上设置有一条光滑直线轨道1和一条光滑旋轮线轨道2，光滑直线轨道1和光滑旋轮线轨道2的摩擦系数小，对实验结果基本没有影响，直线轨道1的起点高度和旋轮线轨道 2的起点高度相同，直线轨道1的终点高度和旋轮线轨道2的终点高度相同，直线轨道1和旋轮线轨道2上分别设有质量、大小相同的小球3，直线轨道1的起点和终点处分别设置有光敏管4，两光敏管4电连接毫秒计5的一组信号输入端，旋轮线轨道2的起点和终点处分别设置有光敏管4，两光敏管4电连接毫秒计5的另一组信号输入端。毫秒计5采用SY411 型数字毫秒计，购自西安双英科技有限公司，本实用新型利用其双路计时功能，将两组同时下滑的小球所需要的时间显示在毫秒计上，演示实验结果误差小，效果直观、明显。数字毫秒计是专用于记录时间间隔的测量仪器，对时间反应灵敏。毫秒计5与光敏管4连接后对时间的灵敏度达到0. 1ms，微小时间间隔能精确测定。光敏管4为单色光敏管。数字毫秒计记录直线轨道1上的小球3和旋轮线轨道2上的小球从起点到终点下滑的时间间隔并显示在毫秒计5的计时数显仪表上。本实用新型的工作原理接通数字毫秒计电源，光敏管4通电，同时释放两个小球，两个小球从起点位置同时沿轨道下滑运动，起点位置的光敏管4将小球通过时的信号传给毫秒计5，毫秒计5开始计时，两个小球通过终点位置的光敏管4时，光敏管4将信号传给毫秒计5，毫秒计5停止计时并将两个小球通过不同轨道的两个时间间隔记录并显示在毫秒计数显仪表上。毫秒计数显仪表显示小球通过不同轨道的两个不同时间间隔，最限速问题直观、定量的展现在观察者面前。
权利要求1.一种毫秒计式最限速演示仪，包括固定架，所述固定架上设置有一条光滑直线轨道和一条光滑旋轮线轨道，直线轨道的起点高度和旋轮线轨道的起点高度相同，直线轨道的终点高度和旋轮线轨道的终点高度相同，直线轨道和旋轮线轨道上分别设有质量、大小相同的小球，其特征在于还包括毫秒计，所述的直线轨道的起点和终点处分别设置有光敏管，两光敏管电连接毫秒计的一组信号输入端，旋轮线轨道的起点和终点处分别设置有光敏管，两光敏管通电连接毫秒计的另一组信号输入端。
2.根据权利要求1所述毫秒计式最限速演示仪，其特征在于所述的毫秒计采用SY411 型数字毫秒计。
3.根据权利要求1所述毫秒计式最限速演示仪，其特征在于所述的光敏管为单色光敏管。
4.根据权利要求1所述毫秒计式最限速演示仪，其特征在于所述固定架为金属固定
专利摘要本实用新型涉及一种毫秒计式最限速演示仪，属于物理学用教学仪器设备技术领域。它包括固定架，固定架上设置有直线轨道和旋轮线轨道，直线轨道和旋轮线轨道上分别设有质量、大小相同的小球，直线轨道的起点和终点处分别设置有光敏管，两光敏管电连接毫秒计的一组信号输入端，旋轮线轨道的起点和终点处分别设置有光敏管，两光敏管通电连接毫秒计的另一组信号输入端。两个小球从起点位置到终点位置沿不同轨道下滑的时间间隔显示在毫秒计的计时数显仪表上。本实用新型的毫秒计最限速演示仪通过毫秒计的计时来观察最限速问题，演示现象直观，定量且效果明显、灵敏、准确。且结构新颖、制作简单、使用方便。
文档编号G09B23/10GK202042091SQ20112017014
公开日2011年11月16日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者于少华, 曹钢 申请人:山东轻工业学院
技术领域：
本实用新型涉及一种最限速演示装置，尤其是一种用于记录时间的毫秒计式最限速演示仪，属于物理学用教学仪器设备技术领域。
背景技术：
意大利科学家伽利略在1630年提出一个分析学的基本问题_ “一个质点在重力作用下，从一个给定点到不在它垂直下方的另一点，如果不计摩擦力，问沿着什么曲线滑下所需时间最短”。瑞士数学家约翰.伯努利在1696年再提出这个最速降线的问题，征求解答。次年已有多位数学家得到正确答案，其中包括牛顿、莱布尼兹、洛必达和伯努利家族的成员。这问题的正确答案是连接两个点上凹的唯一一段旋轮线。因此这条最降速线就是两个点上凹的唯一一段旋轮线，旋轮线也称摆线。目前，现有的演示装置，按照最限速的基本原理，在一个斜面上，摆两条轨道，一条是光滑直线轨道，一条是光滑旋轮线轨道，起点高度以及终点高度都相同，两个质量、大小一样的小球同时从起点位置沿两条不同轨道向下滑到终点位置，旋轮线轨道上的小球先到达终点，由于直线轨道上的小球和旋轮线轨道上的小球到达终点的所需的时间不同可以做定性验证。但现有演示装置具有下述缺点由于两条轨道的长度有限，小球在光滑的轨道上运动速度较快，两者的时间间隔差值很小，因此这种定性不定量的演示装置，很难观察到哪个小球先到达终点，影响观察实验结果。记录时间是最限速演示仪的重要组成部分，其功能在于将物体沿旋轮线运动和其它轨迹运动所用的不同时间间隔记录下来，定量验证最速降线理论。
发明内容本实用新型针对现有技术的不足，提供一种结构新颖、演示效果准确、直观并能定量记录时间的毫秒计式最限速演示仪。本实用新型的技术方案如下一种毫秒计式最限速演示仪，包括固定架，所述固定架上设置有一条光滑直线轨道和一条光滑旋轮线轨道，直线轨道的起点高度和旋轮线轨道的起点高度相同，直线轨道的终点高度和旋轮线轨道的终点高度相同，直线轨道和旋轮线轨道上分别设有质量、大小相同的小球，其特征在于还包括毫秒计，所述的直线轨道的起点和终点处分别设置有光敏管，两光敏管电连接数字毫秒计的一组信号输入端，旋轮线轨道的起点和终点处分别设置有光敏管，两光敏管通电连接数字毫秒计的另一组信号输入端。所述的毫秒计采用SY411型数字毫秒计。SY411型数字毫秒计具有双路计时功能， 购于西安双英科技有限公司。所述的光敏管为单色光敏管。所述固定架为金属固定架。本实用新型的有益效果是[0011]1、本实用新型的数字毫秒计式最限速演示仪通过毫秒计记录不同时间间隔来观察最限速问题，演示现象直观，效果明显、灵敏、准确。2、本实用新型结构新颖、制作简单、定性观察、定量记录均可。
图1是毫秒计式最限速演示仪的结构示意图。其中，1、直线轨道；2、旋轮线轨道；3、小球；4、光敏管；5、毫秒计；6、固定架。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步描述，但本实用新型保护范围不限于此。实施例1 如图1所示，一种毫秒计式最限速演示仪，包括固定架6，固定架6为金属固定架， 固定架6上设置有一条光滑直线轨道1和一条光滑旋轮线轨道2，光滑直线轨道1和光滑旋轮线轨道2的摩擦系数小，对实验结果基本没有影响，直线轨道1的起点高度和旋轮线轨道 2的起点高度相同，直线轨道1的终点高度和旋轮线轨道2的终点高度相同，直线轨道1和旋轮线轨道2上分别设有质量、大小相同的小球3，直线轨道1的起点和终点处分别设置有光敏管4，两光敏管4电连接毫秒计5的一组信号输入端，旋轮线轨道2的起点和终点处分别设置有光敏管4，两光敏管4电连接毫秒计5的另一组信号输入端。毫秒计5采用SY411 型数字毫秒计，购自西安双英科技有限公司，本实用新型利用其双路计时功能，将两组同时下滑的小球所需要的时间显示在毫秒计上，演示实验结果误差小，效果直观、明显。数字毫秒计是专用于记录时间间隔的测量仪器，对时间反应灵敏。毫秒计5与光敏管4连接后对时间的灵敏度达到0. 1ms，微小时间间隔能精确测定。光敏管4为单色光敏管。数字毫秒计记录直线轨道1上的小球3和旋轮线轨道2上的小球从起点到终点下滑的时间间隔并显示在毫秒计5的计时数显仪表上。本实用新型的工作原理接通数字毫秒计电源，光敏管4通电，同时释放两个小球，两个小球从起点位置同时沿轨道下滑运动，起点位置的光敏管4将小球通过时的信号传给毫秒计5，毫秒计5开始计时，两个小球通过终点位置的光敏管4时，光敏管4将信号传给毫秒计5，毫秒计5停止计时并将两个小球通过不同轨道的两个时间间隔记录并显示在毫秒计数显仪表上。毫秒计数显仪表显示小球通过不同轨道的两个不同时间间隔，最限速问题直观、定量的展现在观察者面前。
权利要求1.一种毫秒计式最限速演示仪，包括固定架，所述固定架上设置有一条光滑直线轨道和一条光滑旋轮线轨道，直线轨道的起点高度和旋轮线轨道的起点高度相同，直线轨道的终点高度和旋轮线轨道的终点高度相同，直线轨道和旋轮线轨道上分别设有质量、大小相同的小球，其特征在于还包括毫秒计，所述的直线轨道的起点和终点处分别设置有光敏管，两光敏管电连接毫秒计的一组信号输入端，旋轮线轨道的起点和终点处分别设置有光敏管，两光敏管通电连接毫秒计的另一组信号输入端。
2.根据权利要求1所述毫秒计式最限速演示仪，其特征在于所述的毫秒计采用SY411 型数字毫秒计。
3.根据权利要求1所述毫秒计式最限速演示仪，其特征在于所述的光敏管为单色光敏管。
4.根据权利要求1所述毫秒计式最限速演示仪，其特征在于所述固定架为金属固定
专利摘要本实用新型涉及一种毫秒计式最限速演示仪，属于物理学用教学仪器设备技术领域。它包括固定架，固定架上设置有直线轨道和旋轮线轨道，直线轨道和旋轮线轨道上分别设有质量、大小相同的小球，直线轨道的起点和终点处分别设置有光敏管，两光敏管电连接毫秒计的一组信号输入端，旋轮线轨道的起点和终点处分别设置有光敏管，两光敏管通电连接毫秒计的另一组信号输入端。两个小球从起点位置到终点位置沿不同轨道下滑的时间间隔显示在毫秒计的计时数显仪表上。本实用新型的毫秒计最限速演示仪通过毫秒计的计时来观察最限速问题，演示现象直观，定量且效果明显、灵敏、准确。且结构新颖、制作简单、使用方便。
文档编号G09B23/10GK202042091SQ20112017014
公开日2011年11月16日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者于少华, 曹钢 申请人:山东轻工业学院
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