[發明專利]一種自由落體實驗裝置

在審

• 申請號: 201711060883.5
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107610563A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 蘇暢
• 申請（專利權）人: 蘇暢
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 浙江納祺律師事務所33257
• 代理人: 朱德寶

1.一種自由落體實驗裝置，包括真空管(1)、設置在真空管(1)兩端的電磁鐵(2)和真空閥門(3)以及設置在真空管(1)內的羽毛和鐵塊，所述真空閥門(3)與外部真空機連接，所述電磁鐵(2)與外部電源控制開關連接，其特征在于：所述真空管(1)包括羽毛管(11)和鐵塊管(12)，所述羽毛管(11)和鐵塊管(12)相互連通，羽毛設置在羽毛管(11)內，鐵塊設置在鐵塊管(12)內，所述電磁鐵(2)包括用于吸住羽毛的羽毛電磁鐵(21)和用于吸住鐵塊的鐵塊電磁鐵(22)，所述真空閥門(3)包括羽毛閥門(31)和鐵塊閥門(32)，所述羽毛電磁鐵(21)和鐵塊電磁鐵(22)分別固定在羽毛管(11)和鐵塊管(12)的一端，所述羽毛閥門(31)和鐵塊閥門(32)分別一一對應固定在羽毛管(11)背向羽毛電磁鐵(21)的一端和鐵塊管(12)背向鐵塊電磁鐵(22)的一端，所述羽毛管(11)和鐵塊管(12)的內壁上均貼設有沿豎直方向排列的若干個光電門(4)，所述羽毛管(11)和鐵塊管(12)的外壁上均貼設有沿豎直方向排列的數量與光電門(4)一一對應的指示燈(8)，所述光電門(4)和指示燈(8)從上至下一一對應耦接，所述光電門(4)與指示燈(8)之間還耦接有延時器(6)，用于將光電門(4)輸出的信號延時后輸入到指示燈(8)內。

2.根據權利要求1所述的自由落體實驗裝置，其特征在于：若干個所述光電門(4)均具有信號輸出線，所述羽毛電磁鐵(21)和鐵塊電磁鐵(22)均包括用于堵塞住羽毛管(11)和鐵塊管(12)端部的外殼(5)和設置外殼(5)內部的電磁鐵體(7)，所述外殼(5)內設置有用于與延時器(6)耦接的導電盤(51)，所述外殼(5)呈圓柱狀，所述導電盤(51)同軸嵌設在外殼(5)內，所述外殼(5)的側壁上開設有導電連接口(52)，所述信號輸出線的一端與光電門(4)耦接，另一端設有導電插片(41)，所述導電插片(41)通過導電連接口(52)插入到外殼(5)內，并與導電盤(51)相抵觸，其中導電盤(51)的外壁與外殼(5)的內壁緊密貼合構成密封連接。

3.根據權利要求2所述的自由落體實驗裝置，其特征在于：所述導電盤(51)的上側面和下側面均設有導電內環(511)和導電外環(512)，所述電磁鐵體(7)固定在導電內環(511)上，并與導電內環(511)電連接，所述導電外環(512)靠近導電連接口(52)設置，當導電插片(41)插入到外殼(5)時，導電插片(41)與導電外環(512)相抵觸。

4.根據權利要求1或2或3所述的自由落體實驗裝置，其特征在于：所述延時器(6)包括若干個延時電路(61)和數量與指示燈(8)一一對應的指示燈延時電路(62)，其中，一個指示燈(8)、一個指示燈延時電路(62)和一個光電門(4)為一組，每組內的光電門(4)、指示燈延時電路(62)和指示燈(8)相互串聯，其中，第一組的光電門(4)耦接于電源，次一組的光電門(4)耦接于一個延時電路(61)后與前一組的光電門(4)耦接。

5.根據權利要求4所述的自由落體實驗裝置，其特征在于：所述延時電路(61)包括：

反相器U1，該反相器U1具有輸入端和輸出端，所述輸入端與前一組的光電門(4)耦接，輸出端輸出反相后的信號；

反相器U2，該反相器U2具有輸入引腳和輸出引腳，所述輸入引腳耦接有放電電阻R后耦接于反相器U1的輸出端，所述輸出引腳耦接于本組的光電門(4)，所述輸入引腳與輸出端之間的節點耦接有電容C后接地。

6.根據權利要求4所述的自由落體實驗裝置，其特征在于：所述指示燈延時電路(62)包括：

三極管Q，該三極管Q的基極耦接有電阻R2后耦接有電容C1后接地，集電極耦接有指示燈(8)后耦接于光電門(4)，該集電極還耦接有二極管D后耦接于光電門(4)，發射極耦接有電阻R3后接地；

可變電阻Rp，該可變電阻Rp的一端耦接有電阻R1后耦接于電容C1，另一端耦接有電感L后耦接于光電門(4)。