本实用新型专利技术涉及一种物理力学试验仪器-圆周运动实验仪。主要特征在于由圆周运动实验装置和电脑计时控制器组成。本实用新型专利技术利用圆周运动实验装置的挡光片与光电门配合,电脑计时控制器记录和显示不同时间的旋转周期,结合物体质量测量值、圆周运动半径值、向心力的测量值就可以研究圆周运动的规律。(*该技术在2011年保护过期,可自由使用*)
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术是一种物理力学实验仪器——圆周运动实验仪。二
技术介绍
现有研究圆周运动的仪器较多,有些能定性研究匀速圆周运动物体的向心力、质量、运动半径和运动周期的关系。有些通过具体测量运动物体的质量、物体受的向心力、圆周半径和运动周期的数据来验证向心力的公式。后一种仪器多用在学生实验中,但该仪器操作复杂,难把握,实验效果不太好。因为实验时常用手来搓动旋杆产生圆周运动,运动物体是否达到指定位置主要靠人眼判断,周期测量采用一般手动方法,不经过一定时间发反复操作,很难完成好实验。但该仪器的实验原理较好,不足之处就是难操作。三
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用电动机驱动物体作匀速圆周运动,并通过光电检测器和电脑计时控制器来测量圆周运动的周期、自动判别作圆周运动的物体是否达到预定位置,并锁定到位的周期值,再配合其它测量值来定量研究匀速运动规律的装置。本技术的技术方案是由圆周运动实验装置和电脑计时控制器组成,其特征在于圆周运动实验装置具有光电门和旋转装置,设置在同一块平板上,所述的光电门为2组,每组光电门由发光器和接收器组成,相对设置,发光器和接收器通过多芯电缆线与电脑计时控制器相连;所述的旋转装置由电动机带动旋转,旋转装置上设有2块挡光片;一块挡光片对应一组光电门;旋转装置旋转一周,挡光片从光电门通过一次。本技术的旋转装置由传动轮、转轴、弹簧固定杆、弹簧、横杆、重物吊杆、重物、平衡块及挡光片组成,传动轮通过皮带与电动机相连,转轴设置在传动轮的中心,弹簧固定杆设置在转轴的中部并与弹簧连接,弹簧的另一端连接重物,横杆设置在转轴的上部,横杆的一端设置重物吊杆,另一端设置平衡块,重物设置在重物吊杆的下端,重物和传动轮上设置挡光片。本技术通过可调速电动机驱动旋转装置,利用和旋转装置固定在一起的挡光片反复遮挡某一光电门,电脑计时控制器记录相邻两次挡光的时间间隔,并立即显示,从而可测出不同时间的旋转周期。逐渐调高电机转速,作圆周运动的物体将逐渐远离中心,当达到预定位置时,和重物相连的挡光片遮挡定位光电门,产生锁定周期的信号,这样就自动记录了所要测量的值。每组光电门由发光器和接收器组成,相对设置,发光器与接收器均通过多芯电缆与电脑计时控制器相连。实验时,缓慢调节旋转装置的转速,使该物体速度逐渐均匀。当作圆周运动的物体达到预定位置时,计时器自动停止计时,并显示最后一次的测量值,该值为要测量的周期。结合物体质量测量值、圆周运动半径值、向心力的测量值就可以定量研究圆周运动的规律。四附图说明附图为本技术水平放置示意图图中1-定位装置,2--定位光电门,3--定位挡光片,4-重物吊杆,5--重物,6--提供向心力的弹簧,7--横杆,8--转轴,9--弹簧固定杆,10--电动机,11-挡光片,12--测周期光电门,13--信号线插头,14--发光器电源插头,15--平衡块,16--传动轮。五、实施方式如附图所示作圆周运动的物体5的下端固定一块用来定位的挡光片3,光电门2固定在定位装置1上,当定位挡光片3遮挡光电门2时,表示圆周运动物体到位。定位装置1可以沿圆周运动的半径方向移动,从而可以改变圆周运动的半径。光电门12用来测量物体的旋转周期,挡光片11和旋转装置固定在一起,旋转装置由电动机10驱动,当改变电动机的转速时,旋转装置的转速跟着改变。当挡光片11连续两次遮挡光电门12时,计时器便显示两次挡光的时间间隔,该时间间隔,就是此时的旋转周期。移动横杆7,使用使重物5离开转轴8一定的距离,松开重物上的弹簧6,让重物5自由下垂,此时重物5的悬吊杆4和横杆7垂直,移动定位装置1,使挡光片3恰好能遮住光电门2(是否遮住,由电脑计时器检测),然后固定好定位装置1,再钩上弹簧6,移动弹簧的固定杆9,使重物5偏离垂直位置一定距离。光电门2,12的发光器电源和电动机的调速电源均由插头14输入,光电门2,12的接收器所产生的控制信号均从插头13输出。逐渐调快电动机,重物5将逐渐远离圆周运动的中心,电脑计时器不断显示最近的旋转周期,当挡光片3遮挡光电门2后,计时器停止计时,锁定最后一次周期值,该值就是要测量的圆周运动的周期。此时圆周运动的向心力完全由弹簧6提供,测量该弹力就得知向心力。取下重物5称出其质量,并测量重物5的中心到转轴8的中心的距离,该距离为圆周运动的半径。由所测数据就可以研究圆周运动的规律。权利要求1.一种圆周运动实验仪,由圆周运动实验装置和电脑计时控制器组成,其特征在于圆周运动实验装置具有光电门和旋转装置,设置在同一块平板上,所述的光电门为2组,每组光电门由发光器和接收器组成,相对设置,发光器和接收器通过多芯电缆线与电脑计时控制器相连;所述的旋转装置由电动机带动旋转,旋转装置上设有2块挡光片;一块挡光片对应一组光电门;旋转装置旋转一周,挡光片从光电门通过一次。2.根据权利要求1所述的圆周运动实验仪,其特征在于旋转装置由传动轮、转轴、弹簧固定杆、弹簧、横杆、重物吊杆、重物、平衡块及挡光片组成,传动轮通过皮带与电动机相连,转轴设置在传动轮的中心,弹簧固定杆设置在转轴的中部并与弹簧连接,弹簧的另一端连接重物,横杆设置在转轴的上部,横杆的一端设置重物吊杆,另一端设置平衡块,重物设置在重物吊杆的下端,重物和传动轮上设置挡光片。专利摘要本技术涉及一种物理力学试验仪器——圆周运动实验仪。主要特征在于由圆周运动实验装置和电脑计时控制器组成。本技术利用圆周运动实验装置的挡光片与光电门配合,电脑计时控制器记录和显示不同时间的旋转周期,结合物体质量测量值、圆周运动半径值、向心力的测量值就可以研究圆周运动的规律。文档编号G09B23/10GK2499915SQ0124970公开日2002年7月10日 申请日期2001年9月14日 优先权日2001年9月14日专利技术者黄新万 申请人:黄新万本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种圆周运动实验仪,由圆周运动实验装置和电脑计时控制器组成,其特征在于:圆周运动实验装置具有光电门和旋转装置,设置在同一块平板上,所述的光电门为2组,每组光电门由发光器和接收器组成,相对设置,发光器和接收器通过多芯电缆线与电脑计时控制器相连;所述的旋转装置由电动机带动旋转,旋转装置上设有2块挡光片;一块挡光片对应一组光电门;旋转装置旋转一周,挡光片从光电门通过一次。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员:黄新万,
申请(专利权)人:黄新万,
类型:实用新型
国别省市:43[中国|湖南]
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