机械能守恒实验器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种结构简单、便于操作的机械能守恒实验器。机械能守恒实验器包括支架、主板、副板、圆柱形摆锤、光电传感器固定臂、光电传感器和磁铁夹固定臂，支架上安装有定位挡片；主板和副板分别安装在支架的左右两侧；光电传感器固定臂的一端和磁铁夹固定臂的一端均安装在支架上部且安装轴在同一轴线上，光电传感器固定臂在主板后面，磁铁夹固定臂在主板前面；光电传感器固定臂的另一端安装有光电传感器；磁铁夹固定臂的另一端带有磁铁夹，摆锤通过摆锤线连接在磁铁夹固定臂与支架的安装轴上。本实用新型专利技术结构简单，既可使学生定性了解机械能守恒定律，又能够定量分析，避免了人为因素的影响，实验方便快捷。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及教学中用于机械能守恒定律的实验仪器，属于教学仪器

技术介绍
目前高中物理教学中机械能守恒定律的实验多采用摆球法演示，但不能进行精确的计算，只能从原理上加以说明。采用打点计时器实验时，由于纸带上第一点是多次重复打出，再加上操作者手抖动等因素的影响使得第一与第二点间的误差进一步加大，从而使整个实验误差加大或实验失败，实验的成功率不高。
技术实现思路
针对现有教学中用于机械能守恒定律的实验仪器存在的不足，本技术提供一种结构简单、便于操作的机械能守恒实验器。 本技术采用以下技术解决方案 机械能守恒实验器包括支架、主板、副板、圆柱形摆锤、光电传感器固定臂、光电传感器和磁铁夹固定臂，支架上安装有定位挡片；主板和副板分别安装在支架的左右两侧；光电传感器固定臂的一端和磁铁夹固定臂的一端均安装在支架上部且安装轴在同一轴线上，光电传感器固定臂在主板后面，磁铁夹固定臂在主板前面；光电传感器固定臂的另一端安装有光电传感器；磁铁夹固定臂的另一端带有磁铁夹，摆锤通过摆锤线连接在磁铁夹固定臂与支架的安装轴上。 光电传感器可采用对射式光电开关。 使用时，使磁铁夹处于光电传感器的上方，松开磁铁夹开关，摆锤从磁铁夹上释放，摆锤在摆动过程中受定位挡片的阻挡，在副板上标出摆锤上升的位置点。改变磁铁夹固定臂的位置以及定位挡片在支架上的位置，使摆锤在不同点释放，受不同位置定位挡片的阻挡，总结挡片位置、摆锤释放点与摆锤到达点的关系，可使学生定性了解机械能守恒定律。打开“研究机械能守恒定律”专用软件，将光电传感器接入外部的数据采集器。摆锤通过光电传感器时的速度由数据采集器采集，并自动显示，通过软件自动计算出摆锤在此处的机械能。变更光电传感器的位置，测出摆锤通过不同点时的机械能，即可定量研究机械能守恒定律。 本技术结构简单，即可使学生定性了解机械能守恒定律，又能够定量分析，避免了人为因素的影响，实验方便快捷。附图说明图1是本技术的结构分解示意图。 图2是本技术的整体结构示意图。 图中1、主板，2、副板，3、光电传感器固定臂，4、磁铁夹固定臂，5、圆柱形摆锤，6、定位档片，7、测平器，8、螺母，9、螺栓，10、摆锤线固定栓，11、蝶形螺栓，12、光电传感器，13、支架，14、固定座，15、磁铁夹，16、转接器。具体实施方式 实施例 如图1所示，本技术主要包括支架13、光电传感器12、光电传感器固定臂3和磁铁夹固定臂4。支架13上通过固定座14安装有定位挡片6，用于摆锤5下落时阻挡摆锤线，定位挡片6根据实验要求可固定在支架13的任意位置上。主板1呈扇形，安装在支架13的右侧，其上画有间隔1厘米的水平线以及确定光电传感器12位置的A、B、C、D位置点和确定定位挡片6位置的P、Q、R位置点。副板2通过螺栓安装在支架13的左侧，其上也画有间隔1厘米的水平线。主板1和副板2上的水平线重合。支架13的上端安装有转接器16，螺栓9安装在转接器16的内孔中，螺栓9的两端都带有内丝，起安装轴的作用。光电传感器固定臂3在主板1的后面(参见图2)，其上端通过蝶形螺栓11安装在螺栓9的后端，根据实验要求可固定在任意角度位置。光电传感器固定臂3的下端安装有光电传感器12，光电传感器12可采用对射式光电开关。磁铁夹固定臂4的上端通过螺母8安装在螺栓9的前端，磁铁夹固定臂4在主板1的前面(参见图2)，根据实验要求可固定在任意角度位置。磁铁夹固定臂4的另一端带有磁铁夹15，磁铁夹15利用磁力将圆柱形摆锤吸住，摆锤5通过摆锤线连接在螺栓9上，并由摆锤线固定栓10拧入螺栓9前端的内丝中固定。 各部件安装后如图2所示，光电传感器固定臂3与光电传感器12正好将主板1夹住，有利于光电传感器12的精确定位。安装后，把光电传感器12固定在主板1的D点上，释放摆锤5让其静止，摆锤5的重心、D点、光电传感器12的挡光孔应在一条直线上。实验中，通过测平器7将光电传感器12的测孔准确定位在B、C、D各点所在的水平线上。测平器7平时用绳线拴在支架13或螺栓9上。同样实验中将磁铁夹15定位在某点，使摆锤5的质心与某点所在的横线齐平。 本实验器可进行两个实验 1.将定位挡片6分别固定在P、Q、R三个点，在A、B、C三点释放摆锤5，使摆锤线在摆动过程中受定位挡片6的阻挡。观察不同点释放摆锤5、不同点受阻挡时，摆锤5的上升位置，并在副板2上做出标记，总结定位挡片6的位置、摆锤5的释放点与摆锤5到达点的关系，使学生对机械能守恒定律有一个定性的了解(相当于摆球法验证机械能守恒)。 2.将光电传感器12接入数据采集器。使磁铁夹15处于光电传感器12的上方。松开磁铁夹15的开关，摆锤5从磁铁夹15上释放，其通过光电传感器12时的速度由数据采集器采集，自动显示，并通过程序自动计算出此处的机械能。变更光电传感器的位置，测出摆锤通过不同点时的机械能，即可定量研究机械能守恒定律。(主板与副板上面的横线间隔都为1厘米，实验时可直接输入距离与高度，不用再测量)。权利要求1.一种机械能守恒实验器，其特征在于包括支架、主板、副板、圆柱形摆锤、光电传感器固定臂、光电传感器和磁铁夹固定臂，支架上安装有定位挡片；主板和副板分别安装在支架的左右两侧；光电传感器固定臂的一端和磁铁夹固定臂的一端均安装在支架上部且安装轴在同一轴线上，光电传感器固定臂在主板后面，磁铁夹固定臂在主板前面；光电传感器固定臂的另一端安装有光电传感器；磁铁夹固定臂的另一端带有磁铁夹，摆锤通过摆锤线连接在磁铁夹固定臂与支架的安装轴上。专利摘要本技术提供了一种结构简单、便于操作的机械能守恒实验器。机械能守恒实验器包括支架、主板、副板、圆柱形摆锤、光电传感器固定臂、光电传感器和磁铁夹固定臂，支架上安装有定位挡片；主板和副板分别安装在支架的左右两侧；光电传感器固定臂的一端和磁铁夹固定臂的一端均安装在支架上部且安装轴在同一轴线上，光电传感器固定臂在主板后面，磁铁夹固定臂在主板前面；光电传感器固定臂的另一端安装有光电传感器；磁铁夹固定臂的另一端带有磁铁夹，摆锤通过摆锤线连接在磁铁夹固定臂与支架的安装轴上。本技术结构简单，既可使学生定性了解机械能守恒定律，又能够定量分析，避免了人为因素的影响，实验方便快捷。文档编号G09B23/06GK201007867SQ20072001788公开日2008年1月16日 申请日期2007年2月13日 优先权日2007年2月13日专利技术者冯容士, 陈开云, 鼎 李 申请人:山东省远大网络多媒体有限责任公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械能守恒实验器，其特征在于：包括支架、主板、副板、圆柱形摆锤、光电传感器固定臂、光电传感器和磁铁夹固定臂，支架上安装有定位挡片；主板和副板分别安装在支架的左右两侧；光电传感器固定臂的一端和磁铁夹固定臂的一端均安装在支架上部且安装轴在同一轴线上，光电传感器固定臂在主板后面，磁铁夹固定臂在主板前面；光电传感器固定臂的另一端安装有光电传感器；磁铁夹固定臂的另一端带有磁铁夹，摆锤通过摆锤线连接在磁铁夹固定臂与支架的安装轴上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯容士，陈开云，李鼎，
申请(专利权)人：山东省远大网络多媒体有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]