[發(fā)明專利]一種斜面加速度實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710842936.2
• 申請(qǐng)日: 2017-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107578676B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王瀚論
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王瀚論
• 主分類號(hào): G09B23/08
• 分類號(hào): G09B23/08
• 代理公司: 北京酷愛(ài)智慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11514
• 代理人: 李洪寶

本發(fā)明公開(kāi)了一種斜面加速度實(shí)驗(yàn)裝置，包括傾斜滑板、水平滑板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶和小車；傾斜滑板的下端與水平滑板順接，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在傾斜滑板的上部，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與小車的后端相連；小車包括車體和制動(dòng)機(jī)構(gòu)；車體的后部安裝有后輪軸，后輪軸的中部套設(shè)有第一吸附件；制動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電源、第一電磁鐵、水銀開(kāi)關(guān)、拉簧和拉簧座；電源、第一電磁鐵和水銀開(kāi)關(guān)依次通過(guò)導(dǎo)線串聯(lián)，第一電磁鐵設(shè)置在第一吸附件的前側(cè)，第一電磁鐵的后部設(shè)置有弧形凹槽，拉簧座固定在第一電磁鐵的前側(cè)，拉簧的兩端分別與拉簧座和第一電磁鐵連接。本發(fā)明的小車運(yùn)動(dòng)至平面滑板時(shí)自動(dòng)通過(guò)剎車制動(dòng)，制動(dòng)可靠且安全，有效地避免了小車因碰撞而損壞。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物理教學(xué)用具技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種斜面加速度的實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

斜面加速度實(shí)驗(yàn)的目的驗(yàn)證小車在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度，把小車放在斜面上時(shí)，在重力的作用下，斜面上的小車沿斜面向下滾動(dòng)，重力加速度是豎直向下的，平行于斜面的重力加速度分量是gsinθ，這是忽略摩擦后小車的凈加速度，為了測(cè)量這個(gè)加速度，使小車從靜止啟動(dòng)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，相鄰的相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移差相等，△S＝aT²,即可計(jì)算出實(shí)際的由于重力加速g引起的加速度。

目前，在做斜面加速度實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車在斜面上向下滑動(dòng)時(shí)，小車會(huì)獲得一個(gè)速度，為了讓小車停下來(lái)，一般在斜面的下端設(shè)置一個(gè)擋板，通過(guò)擋板的阻擋作用以使小車停下，在此過(guò)程中，小車會(huì)和擋板產(chǎn)生一個(gè)碰撞，實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)小車被撞壞的情況，增加了實(shí)驗(yàn)器材的成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供了一種斜面加速度的實(shí)驗(yàn)裝置，以使小車運(yùn)動(dòng)至平面滑板時(shí)自動(dòng)通過(guò)剎車制動(dòng)，制動(dòng)可靠且安全，可有效避免小車因碰撞而損壞。

本發(fā)明提供了一種斜面加速度實(shí)驗(yàn)裝置，包括傾斜滑板、水平滑板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶和小車；所述傾斜滑板的下端與水平滑板順接，所述打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在傾斜滑板上部的上側(cè)面，所述紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與小車的后端相連；所述小車包括車體和制動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述車體的前部安裝有前輪軸，所述前輪軸的兩端均安裝有前滾輪，車體的后部安裝有后輪軸，所述后輪軸的兩端均安裝有后滾輪，后輪軸的中部套設(shè)有可與第一電磁鐵吸附的第一吸附件；所述制動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝在車體內(nèi)的電源、第一電磁鐵、水銀開(kāi)關(guān)、拉簧和拉簧座；所述電源、第一電磁鐵和水銀開(kāi)關(guān)依次通過(guò)導(dǎo)線首尾串聯(lián)以形成回路，所述水銀開(kāi)關(guān)在車體傾斜時(shí)斷開(kāi)以使該回路斷開(kāi)，水銀開(kāi)關(guān)在車體水平時(shí)閉合以使該回路閉合；所述第一電磁鐵設(shè)置在第一吸附件的前側(cè)，第一電磁鐵的后部設(shè)置有與該第一吸附件相匹配的弧形凹槽，所述拉簧座固定在第一電磁鐵前側(cè)的車體上，所述拉簧的兩端分別與拉簧座和第一電磁鐵連接。

本發(fā)明的小車在斜面滑板上自由滑動(dòng)時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s在紙條上打下一個(gè)點(diǎn)，即可通過(guò)打點(diǎn)的紙條測(cè)量出相相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移差，從而計(jì)算出由于重力加速g引起的加速度。因?yàn)橹亓Φ年P(guān)系，水銀開(kāi)關(guān)的水銀水珠會(huì)向容器中較低的地方流去，本發(fā)明的小車位于傾斜滑板上時(shí)，水銀開(kāi)關(guān)的水銀水珠處于使其斷開(kāi)的位置，第一電磁鐵處于斷電狀態(tài)，拉簧向前拉動(dòng)第一電磁鐵，使得第一電磁體與第一吸附件分離，制動(dòng)機(jī)構(gòu)處于不工作狀態(tài)，小車可以自由滑動(dòng)，當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)至水平滑板時(shí)，小車的角度改變，使得水銀開(kāi)關(guān)的水銀水珠流動(dòng)至使其閉合的位置，第一電磁體通電并產(chǎn)生吸附力，第一電磁體與第一吸附件之間的吸引力大于拉簧的拉力，使得第一電磁體向第一吸附件運(yùn)動(dòng)，第一電磁體的弧形凹槽與第一吸附件接觸，這樣，即可通過(guò)弧形凹槽與第一吸附件之間的摩擦力進(jìn)行自動(dòng)，使得小車減速并停下，相比傳統(tǒng)的通過(guò)小車與擋板碰撞的制動(dòng)方法，本發(fā)明的制動(dòng)可靠且安全，有效地避免了小車因碰撞而損壞。

進(jìn)一步地，所述第一電磁鐵兩側(cè)的車體上安裝有導(dǎo)軌，所述第一電磁鐵可前后滑動(dòng)地安裝在兩導(dǎo)軌之間。導(dǎo)軌可以限制第一電磁鐵左右移位，第一電磁鐵只能在導(dǎo)軌之間前后滑動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述第一電磁鐵的弧形凹槽內(nèi)覆蓋有一層橡膠板，吸附時(shí)，第一電磁鐵通過(guò)所述橡膠板與第一吸附件接觸。橡膠板可以增大對(duì)第一吸附件的摩擦力，提升制動(dòng)效果。