1.本发明属于物理研究技术领域，特别是涉及应用于物理研究的惯性测试小车及其测试方法。
背景技术：2.物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，称为惯性。惯性是物体的一种固有属性，表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度，质量是对物体惯性大小的量度。当作用在物体上的外力为零时，惯性表现为物体保持其运动状态不变，即保持静止或匀速直线运动；当作用在物体上的外力不为零时，惯性表现为外力改变物体运动状态的难易程度。在外力作用下，相同加速度的物体质量越大惯性越大。所以物体的惯性，在任何时候(受外力作用或不受外力作用)，任何情况下(静止或运动)，都不会改变，更不会消失。惯性是物质自身的一种属性。
3.物理研究中的惯性测试，不仅仅是研究小车的重量和惯性之间的系数，还必须要研究其他的不确定的因素对惯性的影响，现在最普遍的是使用惯性小车去研究惯性的相关数据。
4.经检索，公告号cn213877213u，公告日期2021.08.03公开了一种应用于物理研究的惯性测试小车，包括车体，所述车体的底部固定连接有连接柱，所述连接柱的内部活动连接有活动轴，所述活动轴的外表面固定连接有车轮，所述车体的内底壁固定连接有放置箱，所述放置箱的内部活动连接有配重块，所述配重块的外表面开设有限位槽，所述放置箱的内部固定连接有螺纹管，所述螺纹管的内表面螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的外表面固定连接有限位块，所述螺纹杆远离限位杆的一端固定连接有把手，所述限位块的外表面固定连接有支杆，所述放置箱的内底壁开设有滑槽。
5.该专利存在以下不足之处：
6.1.该测试小车的测试功能单一，研究的全面性不足，仅仅具有研究重量与惯性关系的功能；
7.2.该测试小车的配重块的加减不够方便，且只能添加金属配重块，难以方便改变至任意质量，使用不够方便。
8.因此，现有的测试小车，无法满足实际使用中的需求，所以市面上迫切需要能改进的技术，以解决上述问题。
技术实现要素：9.本发明的目的在于提供应用于物理研究的惯性测试小车及其测试方法，通过设置配重箱、下弹射组件和上挡板机构，使得该测试小车功能多样，研究的全面性较好，且测试小车可改变至任意质量，解决了现有的测试小车功能单一，配重块的加减不够方便的问题。
10.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
11.本发明为应用于物理研究的惯性测试小车，包括车体、配重箱、支撑架、下弹射组
件和上挡板机构，配重箱固定在车体的顶部，支撑架设置在配重箱的上方；支撑架包括竖板、支撑脚、下横板和上横板；竖板的底端固定有两个对称分布的支撑脚，支撑脚通过螺栓与车体锁紧在一起，车体的顶面上设置有与螺栓相配合的螺孔；竖板的侧面分别固定有下横板和上横板，下弹射组件固定在下横板的顶部，上横板上设置有落球孔，上挡板机构设置在落球孔的下方。
12.进一步地，配重箱的顶部设置有储砂斗，配重箱的侧面上设置有显示屏，配重箱的底部设置有下料管，下料管穿过车体，且其底端固定有阀门；配重箱通过称重传感器进行计量，称重传感器固定在车体的顶部正中心，且称重传感器设置为环形，下料管穿过称重传感器。
13.进一步地，储砂斗的宽度大于支撑架的宽度。
14.进一步地，下弹射组件包括支撑筒、弹射机构和环形落球台；支撑筒固定在下横板的顶部，支撑筒上设置有通孔，弹射机构设置在通孔内，通孔的顶部放置有铁球；环形落球台固定在支撑筒的上端边缘，用于接收落下的铁球。
15.进一步地，弹射机构包括弹射板、第一电动推杆、导杆、弹簧、固定板和调节框；弹射板的底部中心固定有第一磁铁，第一磁铁与第二磁铁相吸合，第二磁铁固定在第一电动推杆的活塞杆端部，第一电动推杆固定在下横板上；弹射板的底部两端均固定有导杆，导杆的下端活动贯穿固定板，固定板固定套设在第一电动推杆的杆体上，弹簧套设在导杆上；调节框固定在第二电动推杆的活塞杆端部，且套设在第一电动推杆的活塞杆外部，用于分离第一磁铁与第二磁铁。
16.进一步地，上挡板机构包括第三电动推杆和挡板本体；第三电动推杆固定在上横板的底部，挡板本体固定在第三电动推杆的活塞杆端部；且挡板本体与上横板滑动连接，上横板的底部设置有滑槽。
17.进一步地，车体的底部设置有四个呈矩阵状分布的车轮；车体的顶部拐角处设置有开关，车体的底部分别设置有控制器、速度传感器和电池盒；速度传感器、显示屏、称重传感器、第一电动推杆、第二电动推杆和第三电动推杆均与控制器电性连接。
18.应用于物理研究的惯性测试小车的测试方法，包括以下步骤：
19.s1：当通过该测试小车研究质量与惯性的关系时，将支撑架从车体上拆下，向配重箱内添加配重用的砂子；
20.s2：通过称重传感器对配重箱的质量进行计量，并显示在显示屏上；
21.s3：将测试小车放置在测试斜板上滚下，测量各种惯性研究参数；
22.s4：然后调整配重箱的重量，对不同质量的测试小车进行惯性研究，具体为，打开阀门，通过下料管放出砂子，通过称重传感器控制配重箱的质量；
23.s5：当通过该测试小车研究落球惯性实验时，将支撑架装在车体上；
24.s6：将测试小车放置在测试斜板上滚下，在测试小车运行过程中，通过弹射机构向上弹射铁球，研究铁球的落球运动，或打开挡板本体，使得落球孔内的铁球自由落下，从而研究自由落体下的惯性。
25.本发明具有以下有益效果：
26.1、本发明通过设置配重箱、下弹射组件和上挡板机构，使得该测试小车功能多样，研究的全面性较好，不仅可研究重量与惯性之间的关系，亦可研究测试小车运动状态下的
落球惯性实验。
27.2、本发明通过设置储砂斗、显示屏、下料管、阀门和称重传感器，使得该测试小车的重量加减更加方便，可改变至任意质量，使用更加方便。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为整体结构立体示意图；
30.图2为车体与配重箱结构示意图一；
31.图3为车体与配重箱结构示意图二；
32.图4为车体底部结构示意图；
33.图5为车体与支撑架连接结构示意图；
34.图6为下弹射组件结构示意图；
35.图7为弹射机构结构示意图；
36.图8为上挡板机构结构示意图。
37.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
38.1、车体；2、配重箱；3、支撑架；4、下弹射组件；5、铁球；6、上挡板机构；11、车轮；12、开关；13、控制器；14、速度传感器；15、电池盒；16、螺孔；21、储砂斗；22、显示屏；23、下料管；24、阀门；25、称重传感器；31、竖板；32、支撑脚；33、螺栓；34、下横板；35、上横板；36、落球孔；37、滑槽；41、支撑筒；42、通孔；43、弹射机构；44、环形落球台；61、第三电动推杆；62、挡板本体；431、弹射板；432、第一磁铁；433、第二磁铁；434、第一电动推杆；435、导杆；436、弹簧；437、固定板；438、调节框；439、第二电动推杆。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
40.请参阅图1所示，本发明为应用于物理研究的惯性测试小车，包括车体1、配重箱2、支撑架3、下弹射组件4和上挡板机构6，配重箱2固定在车体1的顶部，支撑架3设置在配重箱2的上方。
41.其中如图2至3所示，配重箱2的顶部设置有储砂斗21，储砂斗21的宽度大于支撑架3的宽度，方便投放砂子，配重箱2的侧面上设置有显示屏22，配重箱2的底部设置有下料管23，下料管23穿过车体1，且其底端固定有阀门24；配重箱2通过称重传感器25进行计量，称重传感器25固定在车体1的顶部正中心，且称重传感器25设置为环形，下料管23穿过称重传感器25。
42.其中如图1、5所示，支撑架3包括竖板31、支撑脚32、下横板34和上横板35；竖板31的底端固定有两个对称分布的支撑脚32，支撑脚32通过螺栓33与车体1锁紧在一起，车体1的顶面上设置有与螺栓33相配合的螺孔16；竖板31的侧面分别固定有下横板34和上横板
35，下弹射组件4固定在下横板34的顶部，上横板35上设置有落球孔36，上挡板机构6设置在落球孔36的下方。
43.通过两个支撑脚32可支撑整个支撑架3，当通过该测试小车研究质量与惯性的关系时，可将支撑架3从车体1上拆下，具体为，松开螺栓33，即可将支撑脚32从车体1上拆下，当通过该测试小车研究落球惯性实验时，可再将支撑架3装在车体1上。
44.其中如图6所示，下弹射组件4包括支撑筒41、弹射机构43和环形落球台44；支撑筒41固定在下横板34的顶部，支撑筒41上设置有通孔42，弹射机构43设置在通孔42内，通孔42的顶部放置有铁球5；环形落球台44固定在支撑筒41的上端边缘，用于接收落下的铁球5。
45.其中如图7所示，弹射机构43包括弹射板431、第一电动推杆434、导杆435、弹簧436、固定板437和调节框438；弹射板431的底部中心固定有第一磁铁432，第一磁铁432与第二磁铁433相吸合，第二磁铁433固定在第一电动推杆434的活塞杆端部，第一电动推杆434固定在下横板34上；弹射板431的底部两端均固定有导杆435，导杆435的下端活动贯穿固定板437，固定板437固定套设在第一电动推杆434的杆体上，弹簧436套设在导杆435上；调节框438固定在第二电动推杆439的活塞杆端部，且套设在第一电动推杆434的活塞杆外部，用于分离第一磁铁432与第二磁铁433。
46.弹射机构43具体使用时，启动第一电动推杆434，第一电动推杆434带动第二磁铁433、第一磁铁432、弹射板431下降，弹射板431带动导杆435下降，从而压紧弹簧436，当第一磁铁432、第二磁铁433穿过调节框438时，通过调节框438阻挡弹射板431的继续下降，从而可使得第一磁铁432与第二磁铁433分离，在弹簧436的作用力下，弹射板431迅速反弹，将铁球5弹射出去。
47.可通过第二电动推杆439调整调节框438的位置，进而可调整弹射板431的弹射力度，进而可控制铁球5的弹出高度，故可研究不同弹射高度下铁球5的惯性问题。
48.其中如图8所示，上挡板机构6包括第三电动推杆61和挡板本体62；第三电动推杆61固定在上横板35的底部，挡板本体62固定在第三电动推杆61的活塞杆端部；且挡板本体62与上横板35滑动连接，上横板35的底部设置有滑槽37。
49.其中如图2至3所示，车体1的底部设置有四个呈矩阵状分布的车轮11；车体1的顶部拐角处设置有开关12，车体1的底部分别设置有控制器13、速度传感器14和电池盒15；速度传感器14、显示屏22、称重传感器25、第一电动推杆434、第二电动推杆439和第三电动推杆61均与控制器13电性连接。
50.应用于物理研究的惯性测试小车的测试方法，包括以下步骤：
51.s1：当通过该测试小车研究质量与惯性的关系时，将支撑架3从车体1上拆下，向配重箱2内添加配重用的砂子；
52.s2：通过称重传感器25对配重箱2的质量进行计量，并显示在显示屏22上；
53.s3：将测试小车放置在测试斜板上滚下，测量各种惯性研究参数；
54.s4：然后调整配重箱2的重量，对不同质量的测试小车进行惯性研究，具体为，打开阀门24，通过下料管23放出砂子，通过称重传感器25控制配重箱2的质量；
55.s5：当通过该测试小车研究落球惯性实验时，将支撑架3装在车体1上；
56.s6：将测试小车放置在测试斜板上滚下，在测试小车运行过程中，通过弹射机构43向上弹射铁球5，研究铁球5的落球运动，或打开挡板本体62，使得落球孔36内的铁球5自由
落下，从而研究自由落体下的惯性。
57.以上仅为本发明的优选实施例，并不限制本发明，任何对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，对其中部分技术特征进行等同替换，所作的任何修改、等同替换、改进，均属于在本发明的保护范围。
技术特征：1.应用于物理研究的惯性测试小车，包括车体(1)、配重箱(2)、支撑架(3)、下弹射组件(4)和上挡板机构(6)，其特征在于：所述配重箱(2)固定在所述车体(1)的顶部，所述支撑架(3)设置在所述配重箱(2)的上方；所述支撑架(3)包括竖板(31)、支撑脚(32)、下横板(34)和上横板(35)；所述竖板(31)的底端固定有两个对称分布的所述支撑脚(32)，所述支撑脚(32)通过螺栓(33)与所述车体(1)锁紧在一起，所述车体(1)的顶面上设置有与所述螺栓(33)相配合的螺孔(16)；所述竖板(31)的侧面分别固定有所述下横板(34)和所述上横板(35)，所述下弹射组件(4)固定在所述下横板(34)的顶部，所述上横板(35)上设置有落球孔(36)，所述上挡板机构(6)设置在所述落球孔(36)的下方。2.根据权利要求1所述的应用于物理研究的惯性测试小车，其特征在于，所述配重箱(2)的顶部设置有储砂斗(21)，所述配重箱(2)的侧面上设置有显示屏(22)，所述配重箱(2)的底部设置有下料管(23)，所述下料管(23)穿过所述车体(1)，且其底端固定有阀门(24)；所述配重箱(2)通过称重传感器(25)进行计量，所述称重传感器(25)固定在所述车体(1)的顶部正中心，且所述称重传感器(25)设置为环形，所述下料管(23)穿过所述称重传感器(25)。3.根据权利要求2所述的应用于物理研究的惯性测试小车，其特征在于，所述储砂斗(21)的宽度大于所述支撑架(3)的宽度。4.根据权利要求3所述的应用于物理研究的惯性测试小车，其特征在于，所述下弹射组件(4)包括支撑筒(41)、弹射机构(43)和环形落球台(44)；所述支撑筒(41)固定在所述下横板(34)的顶部，所述支撑筒(41)上设置有通孔(42)，所述弹射机构(43)设置在所述通孔(42)内，所述通孔(42)的顶部放置有铁球(5)；所述环形落球台(44)固定在所述支撑筒(41)的上端边缘，用于接收落下的所述铁球(5)。5.根据权利要求4所述的应用于物理研究的惯性测试小车，其特征在于，所述弹射机构(43)包括弹射板(431)、第一电动推杆(434)、导杆(435)、弹簧(436)、固定板(437)和调节框(438)；所述弹射板(431)的底部中心固定有第一磁铁(432)，所述第一磁铁(432)与第二磁铁(433)相吸合，所述第二磁铁(433)固定在所述第一电动推杆(434)的活塞杆端部，所述第一电动推杆(434)固定在所述下横板(34)上；所述弹射板(431)的底部两端均固定有导杆(435)，所述导杆(435)的下端活动贯穿所述固定板(437)，所述固定板(437)固定套设在所述第一电动推杆(434)的杆体上，所述弹簧(436)套设在所述导杆(435)上；所述调节框(438)固定在第二电动推杆(439)的活塞杆端部，且套设在所述第一电动推杆(434)的活塞杆外部，用于分离所述第一磁铁(432)与所述第二磁铁(433)。6.根据权利要求5所述的应用于物理研究的惯性测试小车，其特征在于，所述上挡板机构(6)包括第三电动推杆(61)和挡板本体(62)；所述第三电动推杆(61)固定在所述上横板(35)的底部，所述挡板本体(62)固定在所述第三电动推杆(61)的活塞杆端部；
且所述挡板本体(62)与所述上横板(35)滑动连接，所述上横板(35)的底部设置有滑槽(37)。7.根据权利要求6所述的应用于物理研究的惯性测试小车，其特征在于，所述车体(1)的底部设置有四个呈矩阵状分布的车轮(11)；所述车体(1)的顶部拐角处设置有开关(12)，所述车体(1)的底部分别设置有控制器(13)、速度传感器(14)和电池盒(15)；所述速度传感器(14)、显示屏(22)、称重传感器(25)、第一电动推杆(434)、第二电动推杆(439)和第三电动推杆(61)均与所述控制器(13)电性连接。8.根据权利要求7所述的应用于物理研究的惯性测试小车的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：当通过该测试小车研究质量与惯性的关系时，将支撑架(3)从车体(1)上拆下，向配重箱(2)内添加配重用的砂子；s2：通过称重传感器(25)对配重箱(2)的质量进行计量，并显示在显示屏(22)上；s3：将测试小车放置在测试斜板上滚下，测量各种惯性研究参数；s4：然后调整配重箱(2)的重量，对不同质量的测试小车进行惯性研究，具体为，打开阀门(24)，通过下料管(23)放出砂子，通过称重传感器(25)控制配重箱(2)的质量；s5：当通过该测试小车研究落球惯性实验时，将支撑架(3)装在车体(1)上；s6：将测试小车放置在测试斜板上滚下，在测试小车运行过程中，通过弹射机构(43)向上弹射铁球(5)，研究铁球(5)的落球运动，或打开挡板本体(62)，使得落球孔(36)内的铁球(5)自由落下，从而研究自由落体下的惯性。
技术总结本发明公开了应用于物理研究的惯性测试小车及其测试方法，涉及物理研究技术领域。本发明包括车体、配重箱、支撑架、下弹射组件和上挡板机构，配重箱固定在车体的顶部，支撑架设置在配重箱的上方；支撑架包括竖板、支撑脚、下横板和上横板；竖板的底端固定有两个对称分布的支撑脚，支撑脚通过螺栓与车体锁紧在一起，车体的顶面上设置有与螺栓相配合的螺孔；竖板的侧面分别固定有下横板和上横板，下弹射组件固定在下横板的顶部。本发明通过设置配重箱、下弹射组件和上挡板机构，使得该测试小车功能多样，研究的全面性较好，且测试小车可改变至任意质量，解决了现有的测试小车功能单一，配重块的加减不够方便的问题。重块的加减不够方便的问题。重块的加减不够方便的问题。
技术研发人员：王彦博
受保护的技术使用者：王彦博
技术研发日：2022.07.25
技术公布日：2022/11/1
