[實用新型]一種自由落體運動實驗裝置

有效

• 申請號: 201820415538.2
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN208908095U
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 李志強;黃晨;姜倩;顏艷梅;陽瑞林
• 申請（專利權）人: 衡陽師范學院
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙) 43205
• 代理人: 龍騰;黃麗

一種自由落體運動實驗裝置，涉及實驗器材技術領域，其包括若干個實驗小球、用于裝載及釋放實驗小球的釋放裝置、用于采集實驗數據的檢測裝置、用于接收實驗小球的接收裝置以及連接釋放裝置、檢測裝置和接收裝置的處理器，釋放裝置包括用于釋放實驗小球的釋放管，釋放管的底部管口處設有用于阻擋實驗小球下落的第一閥門，所述釋放管的側壁上設有進球口且該進球口連接有存球管，進球口設有用于阻擋實驗小球從存球管進入釋放管的第二閥門，檢測裝置包括設置在釋放管上方的激光測距器，所述激光測距器可向釋放管中發射激光束并使激光束落在實驗小球上，從而檢測出不同時間點內實驗小球下落的距離。本實用新型結構相對較簡單，造價相對較低。

技術領域

本實用新型涉及實驗器材技術領域，尤其指一種自由落體運動實驗裝置。

背景技術

對自由落體運動進行測試的方式一般是通過投放初速度為零的小球，記錄小球下落過程的位移、時間等相關數據，從而得出重力加速度值以及自由落體運動的規律。現有的自由落體運動實驗裝置，通常是在小球下落軌跡的一側設置傳感機構，其傳感機構上間隔設有多個檢測點，每個檢測點都要安裝一個傳感器（例如光電門或干簧管），用于檢測小球下落時經過各個檢測點的時間從而獲得自由落體的相關數據，由于要設置的檢測點較多，導致這類傳感機構的結構相對較復雜，并且制造成本也變得較高。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決上述現有技術存在的問題，提供一種自由落體運動實驗裝置，利用激光測距器測得小球下落過程中的相關數據，其結構簡單，實驗裝置造價相對較低。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：一種自由落體運動實驗裝置，包括若干個實驗小球、用于裝載及釋放實驗小球的釋放裝置、用于采集實驗小球下落時產生的實驗數據的檢測裝置、用于接收從釋放裝置落下的實驗小球的接收裝置以及連接釋放裝置、檢測裝置和接收裝置的處理器，所述釋放裝置包括豎直設置的用于釋放實驗小球的釋放管，所述釋放管的內徑大小與實驗小球的直徑大小相匹配，所述釋放管的底部管口處設有用于阻擋實驗小球下落的第一閥門，所述釋放管的側壁上設有進球口且該進球口連接有存球管，所述存球管的內徑大小與實驗小球的直徑大小相匹配，所述存球管的底部管口向下傾斜至與進球口連接，所述進球口位于第一閥門的上方并緊靠第一閥門，所述進球口設有用于阻擋實驗小球從存球管進入釋放管的第二閥門，所述控制器控制第一閥門及第二閥門交替打開從而使釋放裝置逐個釋放實驗小球，所述檢測裝置包括設置在釋放管上方的激光測距器，所述激光測距器可向釋放管中發射激光束并使激光束落在實驗小球上，通過所述控制器控制激光測距器可檢測出不同時間點內實驗小球下落的距離，所述接收裝置位于釋放裝置的下方且可將接收到實驗小球的信號發送給控制器。

進一步地，所述第一閥門或/和第二閥門包括套管以及設于套管內的活動鐵芯和靜鐵芯，所述靜鐵芯套設有可通電的線圈，所述活動鐵芯的一端連接有可插入釋放管或進球口中的擋銷，所述活動鐵芯的另一端與靜鐵芯之間設有彈簧，使所述線圈通電，所述靜鐵芯產生磁力使活動鐵芯受力而往靜鐵芯的方向移動，此時所述彈簧壓縮、所述擋銷退出釋放管或進球口，所述實驗小球可自由落下或從存球管進入到釋放管中；使所述線圈斷電，所述靜鐵芯失去磁力，此時所述彈簧復位、所述活動鐵芯帶動擋銷插入釋放管中阻擋實驗小球下落或插入進球口中阻擋實驗小球從存球管進入到釋放管中。

更進一步地，所述接收裝置包括接收漏斗、連接接收漏斗的導球管以及位于導球管下方的收集盒，所述導球管上設有一個光電傳感器，當所述實驗小球經過導球管，所述光電傳感器產生檢測信號并傳輸給控制器。

更進一步地，所述接收裝置設置在一個底座上，所述底座上設有透明罩，所述接收裝置以及釋放管的底部管口均位于透明罩中。

優選地，所述透明罩的下部側壁上開設有氣孔。

更優選地，所述透明罩為上、下兩端開口的筒形罩。

更優選地，所述透明罩包括橫截面均呈半環形的左半部和右半部，所述左半部與右半部的一端鉸接、另一端卡扣連接。