一種高中物理平拋運動演示裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種高中物理平拋運動演示裝置，包括盒體，盒體的側壁上一側焊接有第一滑道、第二滑道和第三滑道，第一滑道、第二滑道和第三滑道的上端均通過螺栓安裝有儲球盒，第一滑道、第二滑道和第三滑道的下端均水平焊接有平拋槽；盒體的底部分別放置有與第一滑道、第二滑道和第三滑道相對應的接納盒，接納盒的底部均固定安裝有壓力檢測器；盒體的外壁上通過螺釘懸掛有顯示屏，壓力檢測器的信號輸出端均通過數據線與顯示屏相連接。通過在第一滑道、第二滑道、第三滑道上分別放置小球，實現對小球從平拋槽中以不同速度拋出，通過壓力檢測器檢測小球下降時產生的重力，并通過顯示屏實時顯示，演示過程直觀、操作簡單、學生容易理解。

Device for demonstrating horizontal throwing movement of high school physics

The invention relates to a high school physics flat parabolic motion demonstration device, which comprises a box body, the side wall of the box body on the side of the first slide, second slide welding and third slide, slide, slide and the upper end of the first second of the third paths through the installation of bolt ball storage box, the lower the first slide, second slide and slide third the average level of welding flat parabolic groove; and the first accommodating box slide, corresponding to second runs and third slide were placed in the bottom of the box body, accept the box at the bottom are fixed pressure detector; the box body through screws hanging with a display signal output end of the pressure detector are connected through a data line with the display screen. By placing the ball in the first slide, second slide, third slide, the ball from the flat parabolic trough at different speed thrown, produced by the downward pressure detector ball gravity, and through the display of real-time display, the demonstration process is intuitive, simple operation, easy to understand students.

【技術實現步驟摘要】
一種高中物理平拋運動演示裝置
本專利技術屬于教學設備
，尤其涉及一種高中物理平拋運動演示裝置。
技術介紹
高中物理是高中理科基礎之一，是研究運動最一般規律和物質基本結構的學科。作為自然科學的帶頭學科，物理學研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律，因此成為其他各自然學科的研究基礎，它的理論結構充分的運用數學作為自己的工作語言，以實驗作為檢驗理論正確性的唯一標準，它是當今最精密的一門自然學學科。物體以一定的初始速度水平方向拋出，如果物體僅受重力作用，這樣的運動就叫做平拋運動。現有的平拋演示裝置存在對物理平拋運動過程中初始速度不同，造成所拋物體下降重力不同的演示過程不直觀、操作復雜，導致學生難以理解。
技術實現思路
本專利技術為解決現有的平拋演示裝置存在對物理平拋運動過程中初始速度不同，造成所拋物體下降重力不同的演示過程不直觀、操作復雜，導致學生難以理解的技術問題而提供一種高中物理平拋運動演示裝置。本專利技術為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：該高中物理平拋運動演示裝置包括盒體，盒體的側壁上一側焊接有第一滑道、第二滑道和第三滑道，第一滑道、第二滑道和第三滑道的上端均通過螺栓安裝有儲球盒，第一滑道、第二滑道和第三滑道的下端均水平焊接有平拋槽；盒體的底部分別放置有與第一滑道、第二滑道和第三滑道相對應的接納盒，接納盒的底部均固定安裝有壓力檢測器；盒體的外壁上通過螺釘懸掛有顯示屏，壓力檢測器的信號輸出端均通過數據線與顯示屏相連接。進一步，所述第一滑道、第二滑道和第三滑道的下端均焊接有與盒體固定安裝的支撐桿。進一步，所述第一滑道的弧度大于第二滑道的弧度，第二滑道的弧度大于第三滑道的弧度。進一步，所述盒體的背面安裝有太陽能電池板，太陽能電池板的電源輸出端均通過控制開關與壓力檢測器和顯示屏的供電端相連接。所述第一滑道、第二滑道和第三滑道的滑模控制方法包括：步驟一，采用線加速度計測量導彈俯仰通道的縱向過載ny，加速度計安裝在彈體上，故測量值為彈體系的縱向過載；采用速率陀螺儀測量導彈的俯仰角速率ωz，控制器根據測量信號構成過載穩定跟蹤控制器，給出輸出控制信號uc，輸送給舵機，通過舵機控制導彈的縱向過載ny跟蹤期望值步驟二，滑模面與控制量的構造形式及參數選取：進行前向飽和環節的設置，對過載誤差進行限幅處理，定義誤差變量：其中為過載指令，或稱期望過載，飽和限幅處理如下，定義飽和處理后的誤差變量為：進行滑模面設計，滑模面由三項組成，分別為上述限幅后的過載誤差項、誤差積分項，以及角速度項，滑模面表達式如下形式：其中參數c1，c2與c3選取隨高度變化，詳見第五步參數選取，其中p1,q1為互質的正奇數；進行控制量設計，控制量采用柔化函數組成，構成如下表達式所示：其中參數ky與ka為增益系數，ξ為柔化系數，其中p2,q2為互質的正奇數，p3,q3為互質的正奇數；參數ky、ka與ξ選取隨高度變化，詳見第五步參數選取；步驟三，建立特征點仿真程序，搭建步驟一的特征點仿真程序，其中彈體模型采用如下線性微分方程描述：其中舵機采用簡化模型：舵機時間常數為10ms，即τ＝0.01，kτ＝1；而aij為空氣動力學的氣動參數，v＝680；g＝9.810分別為某一高度導彈特征點的氣動參數標稱值，此處僅舉例示意，具體數據根據不同導彈結構略有變化；互質奇數對取值為pi＝7,qi＝9；步驟四，大小過載信號跟蹤與參數調整；首先分別測試系統對大過載與小過載的跟蹤能力；如果控制效果不理想，可以根據仿真情況進行以標準值為中心的適當調整；步驟五，魯棒性檢驗與參數調整：完成上述控制器參數設計后，再進行氣動參數魯棒性檢驗，即將氣動參數按照標稱值a25＝-167.87；a35＝0.243；a22＝-2.876；a24＝-193.65；a34＝1.584整體增大a％或者縮小a％；控制器參數大小不變，分析氣動參數攝動對該組參數控制效果的影響情況；如果氣動參數攝動后，系統不穩定，則需要進行參數調整，并重新進行控制參數魯棒性檢驗，直至參數調整至魯棒性檢驗滿足要求為止。進一步，所述太陽能電池板的加工方法包括以下步驟：步驟一、將銅源、鋅源、錫源的量比為2:1:1的比例超聲分散，并溶解于特定的溶劑中，制備金屬鹽前軀體溶液，金屬鹽前軀體溶液的濃度為0.001～0.1mol/L；步驟二、將金屬鹽前軀體溶液噴涂于特定的襯底上，經退火處理后在襯底上制備銅鋅錫硫薄膜太陽能電池吸收層，退火溫度為200～500度；進一步，所述顯示屏的顯示方法包括以下步驟：步驟一、確定三色波長的范圍；步驟二、每個像素點加入一顆波長580nm左右的橙黃色LED；步驟三、DVI重新計算產生紅綠黃藍四色的數據；步驟四、賦予紅綠黃藍各一組數據信號，并把四色的數據信號分散給黃綠黃藍四色燈進行顯示。本專利技術具有的優點和積極效果是：該高中物理平拋運動演示裝置通過在第一滑道、第二滑道、第三滑道上分別放置小球，實現對小球從平拋槽中以不同速度拋出，通過壓力檢測器檢測小球下降時產生的重力，并通過顯示屏實時顯示，演示過程直觀、操作簡單、學生容易理解。附圖說明圖1是本專利技術實施例提供的高中物理平拋運動演示裝置的結構示意圖；圖中：1、盒體；2、第一滑道；3、第二滑道；4、第三滑道；5、儲球盒；6、平拋槽；7、支撐桿；8、接納盒；9、壓力檢測器；10、顯示屏。具體實施方式為能進一步了解本專利技術的
技術實現思路
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下。下面結合圖1對本專利技術的結構作詳細的描述。該高中物理平拋運動演示裝置包括盒體1，盒體1的側壁上一側焊接有第一滑道2、第二滑道3和第三滑道4，第一滑道2、第二滑道3和第三滑道4的上端均通過螺栓安裝有儲球盒5，第一滑道2、第二滑道3和第三滑道4的下端均水平焊接有平拋槽6；盒體1的底部分別放置有與第一滑道2、第二滑道3和第三滑道4相對應的接納盒8，接納盒8的底部均固定安裝有壓力檢測器9；盒體1的外壁上通過螺釘懸掛有顯示屏10，壓力檢測9器的信號輸出端均通過數據線與顯示屏10相連接。進一步，所述第一滑道2、第二滑道3和第三滑道4的下端均焊接有與盒體1固定安裝的支撐桿7；通過支撐桿7增加了第一滑道2、第二滑道3和第三滑道4的強度。進一步，所述第一滑道2的弧度大于第二滑道3的弧度，第二滑道3的弧度大于第三滑道4的弧度。進一步，所述盒體1的背面安裝有太陽能電池板，太陽能電池板的電源輸出端均通過控制開關與壓力檢測器9和顯示屏10的供電端相連接；太陽能電池板將太陽能轉換為電能，為壓力檢測器9和顯示屏10供電。所述第一滑道、第二滑道和第三滑道的滑模控制方法包括：步驟一，采用線加速度計測量導彈俯仰通道的縱向過載ny，加速度計安裝在彈體上，故測量值為彈體系的縱向過載；采用速率陀螺儀測量導彈的俯仰角速率ωz，控制器根據測量信號構成過載穩定跟蹤控制器，給出輸出控制信號uc，輸送給舵機，通過舵機控制導彈的縱向過載ny跟蹤期望值步驟二，滑模面與控制量的構造形式及參數選取：進行前向飽和環節的設置，對過載誤差進行限幅處理，定義誤差變量：其中為過載指令，或稱期望過載，飽和限幅處理如下，定義飽和處理后的誤差變量為：進行滑模面設計，滑模面由三項組成，分別為上述限幅后的過載誤差項、誤差積分項，以及角速度項，滑模面表本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高中物理平拋運動演示裝置，其特征在于，該高中物理平拋運動演示裝置包括盒體，盒體的側壁上一側焊接有第一滑道、第二滑道和第三滑道，第一滑道、第二滑道和第三滑道的上端均通過螺栓安裝有儲球盒，第一滑道、第二滑道和第三滑道的下端均水平焊接有平拋槽；盒體的底部分別放置有與第一滑道、第二滑道和第三滑道相對應的接納盒，接納盒的底部均固定安裝有壓力檢測器；盒體的外壁上通過螺釘懸掛有顯示屏，壓力檢測器的信號輸出端均通過數據線與顯示屏相連接。

【技術特征摘要】
1.一種高中物理平拋運動演示裝置，其特征在于，該高中物理平拋運動演示裝置包括盒體，盒體的側壁上一側焊接有第一滑道、第二滑道和第三滑道，第一滑道、第二滑道和第三滑道的上端均通過螺栓安裝有儲球盒，第一滑道、第二滑道和第三滑道的下端均水平焊接有平拋槽；盒體的底部分別放置有與第一滑道、第二滑道和第三滑道相對應的接納盒，接納盒的底部均固定安裝有壓力檢測器；盒體的外壁上通過螺釘懸掛有顯示屏，壓力檢測器的信號輸出端均通過數據線與顯示屏相連接。2.如權利要求1所述的高中物理平拋運動演示裝置，其特征在于，所述第一滑道、第二滑道和第三滑道的下端均焊接有與盒體固定安裝的支撐桿。3.如權利要求1所述的高中物理平拋運動演示裝置，其特征在于，所述第一滑道的弧度大于第二滑道的弧度，第二滑道的弧度大于第三滑道的弧度。4.如權利要求1所述的高中物理平拋運動演示裝置，其特征在于，所述盒體的背面安裝有太陽能電池板，太陽能電池板的電源輸出端均通過控制開關與壓力檢測器和顯示屏的供電端相連接。5.如權利要求1所述的高中物理平拋運動演示裝置，其特征在于，所述第一滑道、第二滑道和第三滑道的滑模控制方法包括：步驟一，采用線加速度計測量導彈俯仰通道的縱向過載ny，加速度計安裝在彈體上，故測量值為彈體系的縱向過載；采用速率陀螺儀測量導彈的俯仰角速率ωz，控制器根據測量信號構成過載穩定跟蹤控制器，給出輸出控制信號uc，輸送給舵機，通過舵機控制導彈的縱向過載ny跟蹤期望值步驟二，滑模面與控制量的構造形式及參數選取：進行前向飽和環節的設置，對過載誤差進行限幅處理，定義誤差變量：其中為過載指令，或稱期望過載，飽和限幅處理如下，定義飽和處理后的誤差變量為：進行滑模面設計，滑模面由三項組成，分別為上述限幅后的過載誤差項、誤差積分項，以及角速度項，滑模面表達式如下形式：其中參數c1，c2與c3選取隨高度變化，詳見第五步參數選取，其中p1,q1為互質的正奇數；進行控制量設計，控制量采用柔化函數組成，構成如下表達式所示：其中參數ky與ka為增益系數，ξ為柔化系數，其中...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張文和，
申請(專利權)人：張文和，
類型：發明
國別省市：山東,37