一种重力加速度实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于物理实验装置技术领域，提供了一种重力加速度实验装置，包括箱体，箱体内设有单摆实验器和至少两个自由落体实验器；自由落体实验器包括透明管筒、至少三个光电门和自由落体计时器，透明管筒的上面设有环形电磁铁；单摆实验器包括第一立杆、第二立杆、光电计数器以及单摆计时器，第一立杆的顶部设有横杆，横杆上设有摆线，摆线的下端设有摆球，箱体内壁上设有可上下移动的用于吸附摆球的摆球固定电磁铁。本发明专利技术提供的重力加速度实验装置，可进行自由落体和单摆测定重力加速度的实验，同时还可进行傅科钟摆实验，操作简便、可准确测定重力加速度、实验误差小、准确度高，实验过程直观明了。

【技术实现步骤摘要】
一种重力加速度实验装置
本专利技术属于物理实验
，尤其涉及一种重力加速度实验装置。
技术介绍
自由落体实验、单摆实验是物理学科中必须的实验课程，而现在，绝大多数的物理教学中使用的是自由落体-打点计数器的实验方法，此方法的误差较大，教学过程中不容易向学生进行直观的实验展示。此外，现有的物理实验设备用法单一，不能同时进行多项实验，无法有效的加以利用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种操作简便、可两种方式准确测定重力加速度、实验误差小、实验过程直观明了，可进行自由落体实验和单摆实验的重力加速度实验装置。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种重力加速度实验装置，包括箱体，所述箱体为上盖可打开的密封透明箱体，所述箱体内设有单摆实验器、至少两个自由落体实验器、电子显示屏以及从所述箱体抽出空气的真空泵；所述自由落体实验器包括透明管筒、至少三个光电门和自由落体计时器；所述透明管筒竖向设置，并且固定设置于固定底座上，所述透明管筒的底部内侧有橡胶缓冲垫，所述橡胶缓冲垫上开设有钢球导出槽，所述透明管筒上对应所述钢球导出槽的出口位置设有开口，所述透明管筒的顶部设有环形电磁铁，所述环形电磁铁用于吸附钢球；所述光电门用于记录所述钢球经过时的瞬时速度，所有所述光电门自上而下依次设置于所述透明管筒上；所述自由落体计时器的信号输入端与所述光电门的信号输出端电联接，用于记录钢球落下经过所述光电门的时刻，所述光电门、所述自由落体计时器以及所述环形电磁铁的控制电路上设有第一实验控制开关；所述单摆实验器包括第一立杆、第二立杆、光电计数器以及单摆计时器；所述第一立杆和所述第二立杆均固定设置于固定基座上，所述第一立杆的顶部设有横杆，所述横杆上设有摆线，所述摆线的下端设有摆球，所述箱体内壁上设有可上下移动的用于吸附摆球的摆球固定电磁铁；所述光电计数器用于记录摆球经过的次数，所述光电计数器的计数器信号发射部和计数器信号接收部分别可上下调节地对应设置于所述第一立杆和所述第二立杆上；所述单摆计时器的信号输入端与所述光电计数器的信号输出端电联接，用于记录摆球经过所述光电计数器的时刻，所述光电计数器、所述单摆计时器以及所述摆球固定电磁铁的控制电路上设有第二实验控制开关；所述电子显示屏的信号输入端分别与所述光电门、所述自由落体计时器、所述光电计数器和所述单摆计时器的信号输出端电联接。优选的，所述横杆的上面设有摆线卷绕装置，所述摆线卷绕装置包括转动设置的卷轴，所述摆线的上段卷绕于所述卷轴上，所述卷轴的一端设有摇柄，所述横杆上固定设有摆线固定夹，所述摆球的下端设有摆尖，所述固定基座上对应设有沙盘。优选的，所述箱体外壁上设有操作面板，所述第一实验控制开关、所述第二实验控制开关、所述真空泵的真空泵控制开关以及所述电子显示屏均位于所述操作面板上。优选的，所述透明管筒的两侧沿竖向设有对称设置的两个光电门滑孔，所述光电门的所述光电门信号发射部和所述光电门信号接收部分别固定设置于工型滑块上，所述工型滑块穿过所述光电门滑孔并与所述透明管筒滑动连接，所述工型滑块位于所述透明管筒外侧的部分拧设有用于固定所述工型滑块的紧固螺钉。优选的，所述计数器信号发射部和所述计数器信号接收部分别固定设置于管状滑块上，所述管状滑块分别对应滑动套设于所述第一立杆和所述第二立杆上，所述管状滑块上也拧设有用于固定所述管状滑块的所述紧固螺钉。优选的，所述箱体内还设有蓄电池，所述蓄电池分别与第一实验控制开关、所述第二实验控制开关、所述真空泵控制开关以及所述电子显示屏的显示屏控制开关电联接。优选的，所述透明管筒上标有刻度。优选的，所述橡胶缓冲垫的上面开设有开口向上的半球形凹坑，所述钢球导出槽的入口位于所述凹坑的弧底部。优选的，所述箱体上还设有压力表和水平仪。由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的重力加速度实验装置，密封的箱体可以减少空气流动造成的实验误差，而学生则可通过透明的箱体观察实验现象，需要时，可启动真空泵将箱体内的空气抽出，形成真空环境；当进行自由落体实验时，打开第一实验控制开关，使环形电磁铁通电生磁，然后将钢球放置于环形电磁铁上，然后调节第一实验控制开关，使环形电磁铁断电消磁，使钢球落入透明管筒内，同时自由落体计时器通电计时、光电门通电测速，并记录钢球经过各个光电门时的瞬时速度以及钢球落下的时间，并在电子显示屏上显示出来，便于记录计算，从而实现通过自由落体运动测定重力加速度的实验；在箱体内设置至少两个自由落体实验器，则可通过同时使用不同大小的钢球进行自由落体运动规律的验证实验；使用环形电磁铁吸附钢球，可使钢球从零速自由落体，并在落下的同时自由落体计时器开始计时，有利于获得更准确的实验数据，提高实验的准确性；在透明管筒的底部内侧有橡胶缓冲垫，橡胶缓冲垫上开设有钢球导出槽，透明管筒上对应钢球导出槽的出口位置设有开口，则可使钢球落地稳定，并滚出透明管筒，便于下次实验的准备；当进行单摆实验时，打开第二控制开关，使摆球固定电磁铁通电生磁，然后将摆球吸附于摆球固定电磁铁上，然后调节第二控制开关，使摆球固定电磁铁断电消磁，使钢球落下，同时光电计数器和单摆计时器通电工作，并记录摆球经过光电计数器的次数以及时间，并在电子显示屏上显示出来，便于记录计算，从而实现通过单摆运动测定重力加速度的实验；使用摆球固定电磁铁吸附钢球，可使钢球从零速落下，并在落下的同时单摆计时器开始计时，有利于获得更准确的实验数据，提高实验的准确定，而将摆球固定电磁铁可移动地设置于箱体的内壁上，便于根据摆线的长度，调节摆球固定电磁铁的位置，有利于提高实验的准确性。在横杆的上面转动设有摆线卷绕装置，摆线卷绕装置内转动设有卷轴，并将摆线的上段卷绕于卷轴上，在横杆上固定设有摆线固定夹，摆球的下端设有摆尖，固定基座上对应设有沙盘，则可根据需要调节摆线的长度，并将其长度固定，以获取不同的实验数据，同时，通过调节摆线长度，使摆尖探至沙盘上，还可进行傅科钟摆实验，使摆尖能在沙盘上画出清晰的轨迹，验证地球自转和自转方向，便于学生观察和学习。在箱体外壁上设置操作面板，并将第一实验控制开关、第二实验控制开关、真空泵的真空泵控制开关以及电子显示屏均位于所述操作面板上，则便于对各项实验的集中操作，有利于实验数据的观察和记录。在透明管筒的两侧沿竖向设有对称设置的两个光电门滑孔，光电门的光电门信号发射部和光电门信号接收部分别固定设置于工型滑块上，工型滑块穿过光电门滑孔并与透明管筒滑动连接，工型滑块位于透明管筒外侧的部分拧设有用于固定工型滑块的紧固螺钉，则可便于调节光电门的高度，以获取不同的自由落体实验数据，提高自由落体实验的准确性。将计数器信号发射部和计数器信号接收部分别固定设置于管状滑块上，管状滑块分别对应滑动套设于第一立杆和第二立杆上，管状滑块上也拧设有用于固定管状滑块的紧固螺钉，则可便于根据摆线的长度调整光电计数器的高度，获取准确的实验数据，提高单摆实验的准确性。在箱体内设置蓄电池，并将蓄电池分别与第一实验控制开关、第二实验控制开关、真空泵控制开关以及实验电子显示屏的显示屏控制开关电联接，则可无需接通外接电源即能进行上述实验。在透明管筒上标有刻度，则可便于光电门的位置定位及重力加速度的数据记录及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重力加速度实验装置，包括箱体，其特征在于:所述箱体为上盖可打开的密封透明箱体，所述箱体内设有单摆实验器、至少两个自由落体实验器、电子显示屏以及从所述箱体抽出空气的真空泵；所述自由落体实验器包括透明管筒、至少三个光电门和自由落体计时器；所述透明管筒竖向设置，并且固定设置于固定底座上，所述透明管筒的底部内侧有橡胶缓冲垫，所述橡胶缓冲垫上开设有钢球导出槽，所述透明管筒上对应所述钢球导出槽的出口位置设有开口，所述透明管筒的顶部设有环形电磁铁，所述环形电磁铁用于吸附钢球；所述光电门用于记录所述钢球经过时的瞬时速度，所有所述光电门自上而下依次设置于所述透明管筒上；所述自由落体计时器的信号输入端与所述光电门的信号输出端电联接，用于记录钢球落下经过所述光电门的时刻，所述光电门、所述自由落体计时器以及所述环形电磁铁的控制电路上设有第一实验控制开关；所述单摆实验器包括第一立杆、第二立杆、光电计数器以及单摆计时器；所述第一立杆和所述第二立杆均固定设置于固定基座上，所述第一立杆的顶部设有横杆，所述横杆上设有摆线，所述摆线的下端设有摆球，所述箱体内壁上设有可上下移动的用于吸附摆球的摆球固定电磁铁；所述光电计数器用于记录摆球经过的次数，所述光电计数器的计数器信号发射部和计数器信号接收部分别可上下调节地对应设置于所述第一立杆和所述第二立杆上；所述单摆计时器的信号输入端与所述光电计数器的信号输出端电联接，用于记录摆球经过所述光电计数器的时刻，所述光电计数器、所述单摆计时器以及所述摆球固定电磁铁的控制电路上设有第二实验控制开关；所述电子显示屏的信号输入端分别与所述光电门、所述自由落体计时器、所述光电计数器和所述单摆计时器的信号输出端电联接。...

【技术特征摘要】
1.一种重力加速度实验装置，包括箱体，其特征在于:所述箱体为上盖可打开的密封透明箱体，所述箱体内设有单摆实验器、至少两个自由落体实验器、电子显示屏以及从所述箱体抽出空气的真空泵；所述自由落体实验器包括透明管筒、至少三个光电门和自由落体计时器；所述透明管筒竖向设置，并且固定设置于固定底座上，所述透明管筒的底部内侧有橡胶缓冲垫，所述橡胶缓冲垫上开设有钢球导出槽，所述透明管筒上对应所述钢球导出槽的出口位置设有开口，所述透明管筒的顶部设有环形电磁铁，所述环形电磁铁用于吸附钢球；所述光电门用于记录所述钢球经过时的瞬时速度，所有所述光电门自上而下依次设置于所述透明管筒上；所述自由落体计时器的信号输入端与所述光电门的信号输出端电联接，用于记录钢球落下经过所述光电门的时刻，所述光电门、所述自由落体计时器以及所述环形电磁铁的控制电路上设有第一实验控制开关；所述单摆实验器包括第一立杆、第二立杆、光电计数器以及单摆计时器；所述第一立杆和所述第二立杆均固定设置于固定基座上，所述第一立杆的顶部设有横杆，所述横杆上设有摆线，所述摆线的下端设有摆球，所述箱体内壁上设有可上下移动的用于吸附摆球的摆球固定电磁铁；所述光电计数器用于记录摆球经过的次数，所述光电计数器的计数器信号发射部和计数器信号接收部分别可上下调节地对应设置于所述第一立杆和所述第二立杆上；所述单摆计时器的信号输入端与所述光电计数器的信号输出端电联接，用于记录摆球经过所述光电计数器的时刻，所述光电计数器、所述单摆计时器以及所述摆球固定电磁铁的控制电路上设有第二实验控制开关；所述电子显示屏的信号输入端分别与所述光电门、所述自由落体计时器、所述光电计数器和所述单摆计时器的信号输出端电联接。2.如权利要求1所述的重力加速度实...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖允泰，
申请(专利权)人：廖允泰，
类型：发明
国别省市：山东,37