[發明專利]一種重力加速度實驗裝置

在審

• 申請號: 201710384382.6
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN106960617A
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 廖允泰
• 申請（專利權）人: 廖允泰
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10;G01V7/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于物理實驗技術領域，尤其涉及一種重力加速度實驗裝置。

背景技術

自由落體實驗、單擺實驗是物理學科中必須的實驗課程，而現在，絕大多數的物理教學中使用的是自由落體-打點計數器的實驗方法，此方法的誤差較大，教學過程中不容易向學生進行直觀的實驗展示。此外，現有的物理實驗設備用法單一，不能同時進行多項實驗，無法有效的加以利用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術存在的不足，提供一種操作簡便、可兩種方式準確測定重力加速度、實驗誤差小、實驗過程直觀明了，可進行自由落體實驗和單擺實驗的重力加速度實驗裝置。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種重力加速度實驗裝置，包括箱體，所述箱體為上蓋可打開的密封透明箱體，所述箱體內設有單擺實驗器、至少兩個自由落體實驗器、電子顯示屏以及從所述箱體抽出空氣的真空泵；

所述自由落體實驗器包括透明管筒、至少三個光電門和自由落體計時器；

所述透明管筒豎向設置，并且固定設置于固定底座上，所述透明管筒的底部內側有橡膠緩沖墊，所述橡膠緩沖墊上開設有鋼球導出槽，所述透明管筒上對應所述鋼球導出槽的出口位置設有開口，所述透明管筒的頂部設有環形電磁鐵，所述環形電磁鐵用于吸附鋼球；

所述光電門用于記錄所述鋼球經過時的瞬時速度，所有所述光電門自上而下依次設置于所述透明管筒上；

所述自由落體計時器的信號輸入端與所述光電門的信號輸出端電聯接，用于記錄鋼球落下經過所述光電門的時刻，所述光電門、所述自由落體計時器以及所述環形電磁鐵的控制電路上設有第一實驗控制開關；

所述單擺實驗器包括第一立桿、第二立桿、光電計數器以及單擺計時器；

所述第一立桿和所述第二立桿均固定設置于固定基座上，所述第一立桿的頂部設有橫桿，所述橫桿上設有擺線，所述擺線的下端設有擺球，所述箱體內壁上設有可上下移動的用于吸附擺球的擺球固定電磁鐵；

所述光電計數器用于記錄擺球經過的次數，所述光電計數器的計數器信號發射部和計數器信號接收部分別可上下調節地對應設置于所述第一立桿和所述第二立桿上；

所述單擺計時器的信號輸入端與所述光電計數器的信號輸出端電聯接，用于記錄擺球經過所述光電計數器的時刻，所述光電計數器、所述單擺計時器以及所述擺球固定電磁鐵的控制電路上設有第二實驗控制開關；

所述電子顯示屏的信號輸入端分別與所述光電門、所述自由落體計時器、所述光電計數器和所述單擺計時器的信號輸出端電聯接。

優選的，所述橫桿的上面設有擺線卷繞裝置，所述擺線卷繞裝置包括轉動設置的卷軸，所述擺線的上段卷繞于所述卷軸上，所述卷軸的一端設有搖柄，所述橫桿上固定設有擺線固定夾，所述擺球的下端設有擺尖，所述固定基座上對應設有沙盤。

優選的，所述箱體外壁上設有操作面板，所述第一實驗控制開關、所述第二實驗控制開關、所述真空泵的真空泵控制開關以及所述電子顯示屏均位于所述操作面板上。

優選的，所述透明管筒的兩側沿豎向設有對稱設置的兩個光電門滑孔，所述光電門的所述光電門信號發射部和所述光電門信號接收部分別固定設置于工型滑塊上，所述工型滑塊穿過所述光電門滑孔并與所述透明管筒滑動連接，所述工型滑塊位于所述透明管筒外側的部分擰設有用于固定所述工型滑塊的緊固螺釘。

優選的，所述計數器信號發射部和所述計數器信號接收部分別固定設置于管狀滑塊上，所述管狀滑塊分別對應滑動套設于所述第一立桿和所述第二立桿上，所述管狀滑塊上也擰設有用于固定所述管狀滑塊的所述緊固螺釘。

優選的，所述箱體內還設有蓄電池，所述蓄電池分別與第一實驗控制開關、所述第二實驗控制開關、所述真空泵控制開關以及所述電子顯示屏的顯示屏控制開關電聯接。

優選的，所述透明管筒上標有刻度。

優選的，所述橡膠緩沖墊的上面開設有開口向上的半球形凹坑，所述鋼球導出槽的入口位于所述凹坑的弧底部。

優選的，所述箱體上還設有壓力表和水平儀。

由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：

本發明提供的重力加速度實驗裝置，密封的箱體可以減少空氣流動造成的實驗誤差，而學生則可通過透明的箱體觀察實驗現象，需要時，可啟動真空泵將箱體內的空氣抽出，形成真空環境；