[實(shí)用新型]機(jī)械能守恒試驗(yàn)儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220451084.7
• 申請(qǐng)日: 2012-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN202855139U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王逾峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇蘇威爾科技有限公司
• 主分類號(hào): G09B23/10
• 分類號(hào): G09B23/10
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械能守恒試驗(yàn)儀，屬于教育器材領(lǐng)域。

背景技術(shù)

機(jī)械能守恒試驗(yàn)儀的實(shí)驗(yàn)原理為：在只有重力做功的條件下，當(dāng)物體的動(dòng)能和勢(shì)能相互發(fā)生轉(zhuǎn)化時(shí)，機(jī)械能的總量保持不變，即勢(shì)能EP與動(dòng)能EK之和為一常量，這一結(jié)論稱為機(jī)械能守恒定律。

機(jī)械能守恒通過擺柱（球）法和斜軌法來驗(yàn)證，所述擺柱（球）法為：金屬柱體做成單擺，可用以研究在擺動(dòng)過程中任意時(shí)刻的動(dòng)能和勢(shì)能的關(guān)系，當(dāng)擺柱（球）通過光電門時(shí)測(cè)定擺柱（球）在該位置的瞬時(shí)速度,擺柱（球）的高度則由刻度線讀出，以此研究動(dòng)勢(shì)能的轉(zhuǎn)化規(guī)律。所述斜軌法為：將小車置于傾斜的導(dǎo)軌上，由于重力作用使小車向下滑動(dòng)。在滑動(dòng)過程中，其勢(shì)能逐漸減小，動(dòng)能逐漸增大，但小車的勢(shì)能與動(dòng)能之和基本保持不變。

現(xiàn)有技術(shù)中的擺柱（球）法，擺錘（球）組件使用可上下伸縮的線繩做為擺條（線），摩擦力大，測(cè)量精度低，誤差率大，可重復(fù)性差，不能滿足高精確率的教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種減小摩擦力、提高測(cè)量精度、降低誤差率、可重復(fù)性高的機(jī)械能守恒試驗(yàn)儀。

為了解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供機(jī)械能守恒試驗(yàn)儀，包括鐵架臺(tái)、面板和擺錘組件；所述鐵架臺(tái)包括固定在底座上的桿件，所述面板固定在所述桿件上，所述面板為一半圓形板體，并沿半圓形板體圓周方向設(shè)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)；所述擺錘組件包括擺頭、擺條和擺錘，所述擺頭固定在所述面板的圓心位置處，所述擺條頂端通過一個(gè)滾珠軸承連接擺頭，并以滾珠軸承為基點(diǎn)左右擺動(dòng)，所述擺條底端固定連接所述擺錘。

本實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步限定為，所述面板上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)為高度標(biāo)識(shí)。

進(jìn)一步地，所述擺條為淬火鋼絲。

進(jìn)一步地，所述擺錘的材質(zhì)為不銹鋼。

進(jìn)一步地，所述擺錘為圓柱形。

進(jìn)一步地，所述擺條的直徑為1mm。

進(jìn)一步地，所述鐵架臺(tái)包括底座和支撐桿，所述支撐桿固定安裝在所述底座上。

進(jìn)一步地，所述面板組件通過蝶形螺母和尼龍卡扣固定在所述鐵架臺(tái)上。

進(jìn)一步地，所述面板組件的材料為亞克力板。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型所述的機(jī)械能守恒試驗(yàn)儀，在擺頭頂端設(shè)置滾珠軸承，減小擺條在搖擺過程中的摩擦力，提高測(cè)量精度；擺條使用不可上下伸縮的細(xì)鋼絲，減小拉直分力，提高實(shí)驗(yàn)的往復(fù)性；并且，本試驗(yàn)儀簡(jiǎn)單實(shí)用、容易組裝、實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定、精確度高、誤差小。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的所述的機(jī)械能守恒試驗(yàn)儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型所述的擺錘組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：

1、鐵架臺(tái)；2、面板組件；3、擺錘組件；4、擺頭；5、滾珠軸承；

6、擺條；7、擺錘。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供的機(jī)械能守恒試驗(yàn)儀，結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括鐵架臺(tái)1、面板組件2和擺錘組件3。

鐵架臺(tái)1包括底座和支撐桿，支撐桿固定安裝在底座上，用于對(duì)機(jī)械能守恒試驗(yàn)儀提供支撐作用。

面板組件2通過蝶形螺母和尼龍卡扣固定在所述鐵架臺(tái)上，為一半圓形、帶有刻度的實(shí)驗(yàn)面板，材料為乳白色不透明亞克力板，厚度為4mm。面板組件2對(duì)機(jī)械能守恒試驗(yàn)儀提供標(biāo)示作用。

擺錘組件3固定在所述面板組件上，包括擺頭4、擺條6和擺錘7。擺頭4頂端設(shè)置滾珠軸承5，滾珠軸承5通過螺絲固定在擺頭4上。擺條6為淬火鋼絲，直徑為1mm，其一端與擺頭6連接，另一端與擺錘7連接。擺錘7為不銹鋼的圓柱形，通過擺錘的往復(fù)搖擺，來驗(yàn)證機(jī)械能守恒。

本實(shí)用新型所述的機(jī)械能守恒試驗(yàn)儀的安裝方法為：首先用蝶形螺母和尼龍卡扣將面板組件2固定到鐵架臺(tái)1的支撐桿上；其次將擺錘組件3固定到面板組件上；在實(shí)驗(yàn)時(shí)，將光電門固定安裝于面板組件一邊的合適高度處，使擺錘7擺動(dòng)時(shí)能順利通過光電門，注意光電門安裝的方向應(yīng)與面板組件上刻度盤的刻度線一致。

利用教材專用軟件對(duì)本實(shí)用新型所述的機(jī)械能守恒試驗(yàn)儀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)的步驟包括：

（1）按照上述安裝方法安裝機(jī)械能守恒試驗(yàn)儀，將光電門安裝在兩個(gè)不同高度上，不能間隔太遠(yuǎn)；

（2）打開實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件，單擊“教材專用軟件”，選擇“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)?zāi)０澹瑢?duì)光電門進(jìn)行設(shè)置：實(shí)驗(yàn)類型“直線運(yùn)動(dòng)”“獨(dú)立測(cè)量”，選擇被測(cè)物理量“速度”“動(dòng)能”，“光電門數(shù)據(jù)同步采集”，擺球直徑1.5cm；