[實用新型]一種向心力實驗裝置

有效

• 申請號: 201822215545.0
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN209297578U
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 李強;諶雄文;周濤
• 申請（專利權）人: 懷化學院
• 主分類號: G09B23/08
• 分類號: G09B23/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種向心力實驗裝置，涉及一種中學物理教學與實驗儀器。該實驗裝置包括支架、固定螺絲、彈簧秤、轉盤、定滑輪、轉軸、空槽、擺線、擺球、電動機、遮光片、計時器、調平螺絲、調速開關、總開關、光電門和水平儀等部分，整個實驗裝置作為一個整體使用。

技術領域

本實用新型涉及一種中學物理教學與實驗儀器，尤其涉及一種向心力實驗裝置。

背景技術

在高中《物理》必修2（人教版）的“向心力”一節中，驗證向心力表達式的實驗是圓錐擺，圓錐擺實驗對于學生理解過于抽象，在實際操作中存在明顯的不足，首先是用手帶動小球，很難使小球沿紙上的某個圓周運動，小球在水平面上大多做橢圓運動；然后小球在做圓周運動時，與紙面間存在一定的距離，無法確定究竟在哪個圓周上運動，測量的半徑與小球實際運動的半徑誤差很大；還有圓錐擺的運動時間和圈數靠學生用秒表和肉眼來測量判斷，實驗誤差較大，學生只能是在不理解的情況下被迫接受實驗結論，這樣授課的效果不是很理想。

發明內容

為了快速并直觀地演示向心力實驗，克服以上的不足，使實驗的直觀性和可靠性增強，本實用新型提供一種向心力實驗裝置，涉及一種中學物理教學與實驗儀器。該實驗裝置包括支架、固定螺絲、彈簧秤、轉盤、定滑輪、轉軸、空槽、擺線、擺球、電動機、遮光片、計時器、調平螺絲、調速開關、總開關、光電門和水平儀等部分，整個實驗裝置作為一個整體使用。

按照本實用新型所提供的設計方案，該實驗裝置的擺球運動由原來的手動控制變為電動機控制，擺球的水平運動軌跡更接近標準圓，使擺球運動更加穩定，更容易讀出力的大小，擺球的運動時間及運動的圈數也由人工測量轉為計時器自動測量，實驗誤差大大減小。本實用新型解決其技術問題所采用的方案主要有以下幾點。

1、該實驗裝置主要由支架、彈簧秤、轉盤、定滑輪、轉軸、擺線、擺球、電動機、遮光片、計時器、調平螺絲、調速開關、總開關、光電門和水平儀等組成，其中四個定滑輪對稱固定在轉軸上部的兩邊，兩長兩短，其位置與擺線方向相切，擺線固定在轉盤直徑兩端，沿豎直方向繞過定滑輪與擺球相連，遮光片固定在轉軸下部，由電動機帶動轉軸提供主動力，帶動擺球轉動，從而帶動轉盤轉動。

2、該實驗裝置所述的定滑輪、轉盤、擺球、擺線都關于轉軸的中心軸保持兩邊對稱。

3、該實驗裝置中所述的彈簧秤用固定螺絲固定在支架的頂板上，彈簧秤的刻度盤左邊是彈力刻度，右邊是長度刻度，兩邊刻度的零刻線在同一位置。

4、該實驗裝置所述的彈簧秤的掛鉤固定在轉盤中間的軸承蓋上，轉盤轉動軸承蓋不轉動，彈簧稱的掛鉤只能在擺線的作用下沿上下方向移動。

5、該實驗裝置所述的轉軸中間有一與擺線位置相近的空槽，便于用刻度尺從空槽中穿過來測量兩擺線間的距離。

6、該實驗裝置所述的總開關、調速開關和電動機都固定安裝在支架的中層隔板上，計時器、光電門和水平儀都固定安裝在支架的底板上。

本實用新型的有益效果是該實驗裝置成本低廉、操作簡單，演示向心力實驗效果明顯，誤差小。在實驗過程中擺球的質量m保持不變，按照本實用新型所提供的設計方案，需要進行動態測量的遮光次數、遮光時間通過計時器自動進行測量，轉動時擺線對擺球的拉力和彈簧秤的指針位置示數則是在固定不動的彈簧秤的刻度盤上直接讀數。該實驗采取動態靜化的實驗讀數方式，降低了實驗數據獲得的難度，提高了實驗的可操作性，整個實驗的原理和實驗過程跟教材上的實驗差別不大，簡單易操作，學生參與性強。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明，其中圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型的靜態測量示意圖；圖（3）為本實用新型的動態測量示意圖。

具體實施方式

本實用新型提出了一種向心力實驗裝置，能比較快捷、直觀地演示向心力實驗，從而迅速得出實驗結果。