一种平抛运动实验装置及测量方法

技术特征：
1.一种平抛运动实验装置，其特征在于包括带凹槽倾斜轨道及小球（1），轨道倾斜调节器（2），集成有倾斜轨道倾斜度和水平仪的检测器（3），带水平尺底座（5），竖直滑轨（6），点阵单元排布的小球检测及轨迹显示板（7），集成有微处理器mcu的lcd显示屏（8），光敏半导体器件（9）和开关（10）；点阵式排布有光敏半导体器件的小球检测板（7）置于带水平尺底座（5）上，其一侧设有竖直滑轨（6），竖直滑轨（6）上设有带凹槽倾斜轨道及小球（1），带凹槽倾斜轨道及小球（1）下侧设有集成有倾斜轨道倾斜度和水平仪的检测器（3）和轨道倾斜调节器（2）；所述点阵式排布有光敏半导体器件的小球检测板（7）上由多列并排的检测器形成检测点阵，检测点阵与集成有mcu的lcd显示屏（8）连接，并与带水平尺底座（5）上开关（10）电联接。2.根据权利要求1所述平抛运动实验装置，其特征在于：所述带水平尺底座（5）下的支撑腿上设有底座水平调节器（4）。3.根据权利要求1所述平抛运动实验装置，其特征在于：所述带水平尺底座（5）上还设有复位器（11），将点亮的发光半导体熄灭，将微处理器中的所有数据删除，将lcd显示屏清空。4.根据权利要求1所述平抛运动实验装置，其特征在于：所述点阵单元由一个发光半导体、一个光敏半导体器件和一个保持器串联而成，每一列检测器有一个输出端，所有列的输出端均接入微处理器，微处理器使用数据线与lcd显示屏连接，将相关数据传输至显示屏显示。5.根据权利要求1所述平抛运动实验装置，其特征在于：所述发光半导体采用led灯泡。6.一种利用权利要求1~5任一项所述平抛运动实验装置进行初速度测量的方法，其特征在于：当小球在轨道上匀速运动时，若同一水平高度上同时有一个位点电平降低，另一点电平升高，则取最长距离除以时间间隔即为小球的初速度 ；小球开始使下一行光敏半导体器件电平改变时，即认定小球已开始平抛运动，并将上一瞬间检测的速度认定为平抛运动初速度，并传至lcd显示屏显示。7.一种利用权利要求1~5任一项所述平抛运动实验装置进行小球末速度测量的方法，其特征在于：当最下一行任意光敏传感器电平升高时即认为小球已落地。8.记此时刻为，前一时刻为，则在该时间段（t
3-t2）中，若小球在水平方向通过的距离，那么水平速度为 ；若小球在竖直方向通过的距离，那么竖直速度为 。9.因此，小球的末速度可以表示为 ，并在lcd显示屏上进行显示。10.一种利用权利要求1~5任一项所述平抛运动实验装置进行小球高度测量的方法，其特征在于：实验开始前初始设定检测板最左下角的光敏半导体器件坐标为，且沿水平方向建立轴，竖直方向建立轴。
11.检测小球初速度的光敏半导体器件所在行的纵坐标值即为小球的平抛高度。12.一种利用权利要求1~5任一项所述平抛运动实验装置进行小球运动时间的测量方法，其特征在于：将小球开始做平抛运动时的时刻记为，小球落地时刻记为，则即为小球的平抛运动时间。

技术总结
本发明涉及一种平抛运动实验装置和测量方法。该装置包括：带凹槽倾斜轨道及小球（1），轨道倾斜调节器（2），集成有倾斜轨道倾斜度和水平仪的检测器（3），底座水平调节器（4），带水平尺底座（5），竖直滑轨（6），点阵式排布有光敏半导体器件的小球检测板（7），集成有MCU的LCD显示屏（8），光敏半导体器件（9），开关（10），复位器（11），供电线路（12）。该装置可以自动显示小球的平抛高度，初速度，运动轨迹以及运动时间。平抛运动轨迹显示更加清楚直观。该测量方法包括：速度的合成与测量。速度的合成与测量。速度的合成与测量。


技术研发人员：骆舒昊 毛文茜
受保护的技术使用者：甘肃农业大学
技术研发日：2022.11.10
技术公布日：2022/12/30