一种研究在变力作用下物体动量定理的实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种研究在变力作用下物体动量定理的实验装置，包括力传感器、光电门传感器、小车、数据采集器、计算机和力学轨道，所述小车上安装有“I"型挡光片并在其前端安装弹簧圈，光电门传感器通过支架固定在轨道的一侧，力传感器通过力学轨道上的固定柱固定在轨道上，光电门传感器和力传感器分别与数据采集器的第一和第二通道连接，所述数据采集器与计算机连接。本实用新型专利技术研究在变力作用下物体动量定理的实验装置，能研究证明变力作用下动量定理，克服现有技术中传统实验仪器的由于人为误差，结果不准确，同时克服传统实验仪器不具备可视性、兼容性、可扩展性和交互性等诸多弊端，有力地支持了信息技术与物理实验的全面整合。

An experimental device for studying the theorem of momentum of an object under variable forces

The utility model discloses an experimental device for studying the theorem of momentum of an object under variable forces, including a force sensor, a photoelectric door sensor, a trolley, a data collector, a computer and a mechanical track. The trolley is equipped with an \I\ type light shield and a spring coil is installed at its front end. The photoelectric door sensor is fixed on one side of the track through a bracket, and the force sensor passes through the mechanical track. The fixed column is fixed on the track, the photoelectric gate sensor and the force sensor are connected with the first and second channels of the data acquisition device respectively, and the data acquisition device is connected with the computer. The utility model studies an experimental device for the theorem of momentum of an object under the action of variable force, which can research and prove the theorem of momentum under the action of variable force, overcome the inaccuracy of the results of the traditional experimental instruments in the existing technology due to human errors, overcome the disadvantages of the traditional experimental instruments such as lack of visibility, compatibility, expansibility and interaction, and strongly support the information technology and physical reality. Comprehensive integration of experience.

【技术实现步骤摘要】
一种研究在变力作用下物体动量定理的实验装置
本技术属于教学实验器械
，特别涉及一种研究在变力作用下物体动量定理的实验装置。
技术介绍
传统实验验证了恒力作用下的动量定理，学生通过该实验可以直观地认识当物体所受合外力为恒力时，物体的动量在一段时间内的增量等于作用于它的合外力在该段时间内的冲量，但该实验很难测量变力的大小，不能进一步验证变力作用下的动量定理，因此学生学习时往往对此并不完全理解。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述技术问题，本技术提供一种研究在变力作用下物体动量定理的实验装置，包括力传感器、光电门传感器、小车、数据采集器、计算机、力学轨道，所述小车可在力学轨道上滑动，所述小车上安装有“I"型挡光片并在其前端安装弹簧圈，光电门传感器通过支架固定在轨道的一侧，力传感器通过力学轨道上的固定柱固定在轨道上，力传感器的高度使力传感器的测钩与小车弹簧圈的触碰点刚好位于测钩中心线上；光电门传感器和力传感器分别与数据采集器的第一和第二通道连接，所述数据采集器与计算机连接。本技术研究在变力作用下物体动量定理的实验装置，能研究证明变力作用下动量定理，克服现有技术中传统实验仪器的由于人为误差，结果不准确，同时克服传统实验仪器不具备可视性、兼容性、可扩展性和交互性等诸多弊端，有力地支持了信息技术与物理实验的全面整合。附图说明下面结合附图和具体实施方式进一步说明：图1为本技术实施例的研究在变力作用下物体动量定理的实验装置的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本技术公开了一种研究在变力作用下物体动量定理的实验装置，包括力传感器1、光电门传感器2、小车3、数据采集器4、计算机5、力学轨道6，所述小车上安装有“I"型挡光片并在其前端安装弹簧圈，光电门传感器和力传感器分别与数据采集器的第一和第二通道连接，所述数据采集器与计算机连接，光电门传感器通过支架固定在轨道的一侧；力传感器通过力学轨道上的固定柱固定在轨道上，力传感器的高度使力传感器的测钩与滑块弹簧圈的触碰点刚好位于测钩中心线上；所述小车可在力学轨道上滑动。实验中，推动小车通过光电门传感器后与力传感器的测钩碰撞，经反弹后又通过光电门传感器，则挡光片两次通过光电门传感器的挡光时间记录在表格中(弹簧振子的振动是一种简谐运动，在弹簧振动的过程中弹力的大小和方向都会发生变化，因此用弹簧振子研究动量定理是对变力作用下动量定理的研究)；利用计算机及软件强大数据处理功能如积分、求导、拟合等，验证了变力作用下的动量定理。实验目的是探究物体在变力作用下，物体所受合力的冲量与物体动量变化的关系。实验原理由动量定理：物体所受合力的冲量等于物体的动量变化，即Ft＝mv2-mv1。在轨道上用小车与力传感器的测钩碰撞，测出小车碰撞前和碰撞后返回通过光电门的时间计算出小车速度的变化，从而得出小车动量的变化。从力传感器测得的“F-t”图线，通过对图线的积分处理得出冲量大小。比较小车在变力作用下冲量与动量的变化关系。实验过程1、在小车上安装“I"型挡光片并在其前端安装弹簧圈，用天平称出小车的总质量m；2、将光电门传感器和力传感器分别接入数据采集器的第一和第二通道，将光电门传感器用支架固定在轨道的一侧；3、将力传感器通过力学轨道上的固定柱固定在轨道上，调整其高度使测钩与滑块弹簧圈的触碰点刚好位于测钩中心线上；4、在数字实验系统上相应的菜单并点击“开始”；5、推动小车通过光电门传感器后与力传感器的测钩碰撞，经反弹后又通过光电门传感器，则挡光片两次通过光电门传感器的挡光时间记录在表格中；6、在计算机中输入代表小车总质量的m的数值；7、计算机计算出动量变化值；8、计算机计算出力与时间的积分值(ft),得出碰撞的冲量；9、重复步骤4-8，得到多次实验结果；10、计算三次实验冲量与动量变化量的相对误差，能充分说明在误差范围内二者相等。最后应说明的是：以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种研究在变力作用下物体动量定理的实验装置，其特征在于，包括力传感器、光电门传感器、小车、数据采集器、计算机、力学轨道，所述小车可在力学轨道上滑动，所述小车上安装有“I"型挡光片并在其前端安装弹簧圈，光电门传感器通过支架固定在轨道的一侧，力传感器通过力学轨道上的固定柱固定在轨道上，力传感器的高度使力传感器的测钩与小车弹簧圈的触碰点刚好位于测钩中心线上；光电门传感器和力传感器分别与数据采集器的第一和第二通道连接，所述数据采集器与计算机连接。

【技术特征摘要】
1.一种研究在变力作用下物体动量定理的实验装置，其特征在于，包括力传感器、光电门传感器、小车、数据采集器、计算机、力学轨道，所述小车可在力学轨道上滑动，所述小车上安装有“I"型挡光片并在其前端安装弹簧圈，光电门传感器通过支...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽朗准，
申请(专利权)人：西北民族大学，
类型：新型
国别省市：甘肃,62