[其他]一種用于力學實驗的組合教具

無效

• 申請號: 86201821
• 申請日: 1986-03-28
• 公開（公告）號: CN86201821U
• 公開（公告）日: 1987-07-29
• 發明（設計）人: 盛興華
• 申請（專利權）人: 甘肅省永登教學儀器廠
• 主分類號: G09B23/06
• 分類號: G09B23/06
• 代理公司: 甘肅省專利管理局
• 代理人: 趙旭東,葉文博

本實用新型是用于中學運動學、動力學、機械振動實驗演示的組合教具。

由于摩擦阻力的存在，使得物理實驗教學中，運動學、動力學、機械振動等實驗的教具多不能取得滿意效果，且一種教具所做實驗有限。目前使用的氣墊導軌還同時需配氣源、計時器、光電門，價線貴、維護不便、機械噪聲大、實驗時間長。

電磁打點時器記錄紙只能做一維運動，而該教具在做兩維運動實驗時，記錄紙轉動就可記錄出兩維運動波形線。

本實用新型的目的就是提供一種能做多個力學實驗、結構簡單、實驗時間短，可多次重復、????數據獲取方便的組合教具。

利用運動物體在極短時間內，在相當短的路程上速度不太高的物體摩擦阻力對運動物體影響不太明顯的特點，并采取阻力平衡，則可在一定精度的范圍內，直接用實驗數據驗證這些力學定理。

本實用新型所提供的教具，主要包括（見圖1（a）、（b）、（c）〕：兩根相互平行的導軌（1），穩定支撐的支棒（1－6），支架（1－5），一個供記錄用的記錄臺（1－4），帶有4個滾輪的小車（2）用以在導軌上運動，一個電磁振動計時記錄器裝在小車內，居下方有一記錄筆（2－1）觸到記錄臺的卷紙上。220伏的交流電經變壓器變至6～9伏，經導軌輸入給計時記錄器（圖1a），或由導線直接輸入小車圖1（b），或由干電池經逆變器供電圖1（c），當小車運動時，記錄器中的記錄筆在紙上劃出一條振動波形線，周期依使用電源頻率而定。

由（1－2），（1－3、（1－4）組成的記錄紙轉動裝置，可完成兩維運動實驗的記錄。

電磁振動計時記錄器（見圖2）包括有電磁線圈（1），永久磁鋼（2）（或電磁鐵），振動片（3）以及底座（5）和一記錄筆（4）等構成。波形線代表不同的運動狀態，各種物理定理，公式通過測量波形線的波長而得到驗證。

為了提高精度、減少摩擦阻力的影響，用拉繩通過定滑輪將小車與一砝碼盒相接，增減砝碼盒中的砝碼、可使其阻力達到平衡。若波形線波長相同，則為阻力平衡的表現。

該教具有七種裝配方式、共可做32個運動學、動力學，機械振動實驗，其精度在5％以內。

附圖及實施例

圖3主要包括：導軌（1），接電源的接線柱（1－1），轉動紙軸的搖柄（1－2），轉紙軸（1－3），記錄臺（1－4），導軌座（1－5），固定棒（1－6），調節導軌水平的調節絲（1－7），電磁振動計時記錄器兼小車（2），記錄筆（2－1），定滑輪（1－8），拉繩（2－2），平衡阻力用的砝碼盒及砝碼（2－3）以及電源接線（11）。此裝配方式主要用以驗證勻速直接運動，變速直接運動、平均速度、瞬時速度、加速度、勻加速直線運動、測重力加速度g，驗證牛頓第二定律。

圖4為在圖3基礎上再裝配一輛小車（2），取掉砝碼盒。用以驗證牛頓第三定律、彈性碰撞，完全非彈性碰撞。

圖5和圖3結構一樣，只是支架一端裝置一高度調節機構（112）、用于斜面法測重力加速度g，機械能守恒定律、恒力的動量定理實驗。

圖6是在圖3的基礎上、裝一弧形軌道（4－1）于導軌一端，（7）為固定弧形軌上的折角立架（7），提供已知速度的彈丸（10），在小車上裝有相應的受彈筒（5）。驗證動能與勢能的轉換。

圖7是在圖3的基礎上，在導軌一端裝一????發射器（6），用以發射彈丸，折角之架（7）用于固定發射器用。小車上仍裝一受彈筒（5）。用以測彈丸速度。

圖8是在圖4的基礎上，將發射器（6）裝在一輛小車上，直接做反沖實驗。

圖9是在圖3的基礎上，取掉砝碼盒，小車兩端聯兩彈簧（8）于導軌兩端的折角立架（7），和轉紙軸的轉紙相配合，形成其獨特的實驗方法。用以做機械振動實驗，驗證簡諧振動、測彈簧等效質量和彈性系數，驗證周期公式，阻尼振動、受迫振動和共振、振動合成、簡諧振動中的能量守恒等實驗。