專利名稱：機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及教學(xué)中用于機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)儀器，屬于教學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
目前高中物理教學(xué)中機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)多采用擺球法演示，但不能進(jìn)行精確的計(jì)算，只能從原理上加以說明。采用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于紙帶上第一點(diǎn)是多次重復(fù)打出，再加上操作者手抖動等因素的影響使得第一與第二點(diǎn)間的誤差進(jìn)一步加大，從而使整個(gè)實(shí)驗(yàn)誤差加大或?qū)嶒?yàn)失敗，實(shí)驗(yàn)的成功率不高。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有教學(xué)中用于機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)儀器存在的不足，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、便于操作的機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)器。
本實(shí)用新型采用以下技術(shù)解決方案 機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)器包括支架、主板、副板、圓柱形擺錘、光電傳感器固定臂、光電傳感器和磁鐵夾固定臂，支架上安裝有定位擋片；主板和副板分別安裝在支架的左右兩側(cè)；光電傳感器固定臂的一端和磁鐵夾固定臂的一端均安裝在支架上部且安裝軸在同一軸線上，光電傳感器固定臂在主板后面，磁鐵夾固定臂在主板前面；光電傳感器固定臂的另一端安裝有光電傳感器；磁鐵夾固定臂的另一端帶有磁鐵夾，擺錘通過擺錘線連接在磁鐵夾固定臂與支架的安裝軸上。
光電傳感器可采用對射式光電開關(guān)。
使用時(shí)，使磁鐵夾處于光電傳感器的上方，松開磁鐵夾開關(guān)，擺錘從磁鐵夾上釋放，擺錘在擺動過程中受定位擋片的阻擋，在副板上標(biāo)出擺錘上升的位置點(diǎn)。改變磁鐵夾固定臂的位置以及定位擋片在支架上的位置，使擺錘在不同點(diǎn)釋放，受不同位置定位擋片的阻擋，總結(jié)擋片位置、擺錘釋放點(diǎn)與擺錘到達(dá)點(diǎn)的關(guān)系，可使學(xué)生定性了解機(jī)械能守恒定律。打開“研究機(jī)械能守恒定律”專用軟件，將光電傳感器接入外部的數(shù)據(jù)采集器。擺錘通過光電傳感器時(shí)的速度由數(shù)據(jù)采集器采集，并自動顯示，通過軟件自動計(jì)算出擺錘在此處的機(jī)械能。變更光電傳感器的位置，測出擺錘通過不同點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能，即可定量研究機(jī)械能守恒定律。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，即可使學(xué)生定性了解機(jī)械能守恒定律，又能夠定量分析，避免了人為因素的影響，實(shí)驗(yàn)方便快捷。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)分解示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、主板，2、副板，3、光電傳感器固定臂，4、磁鐵夾固定臂，5、圓柱形擺錘，6、定位檔片，7、測平器，8、螺母，9、螺栓，10、擺錘線固定栓，11、蝶形螺栓，12、光電傳感器，13、支架，14、固定座，15、磁鐵夾，16、轉(zhuǎn)接器。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例 如圖1所示，本實(shí)用新型主要包括支架13、光電傳感器12、光電傳感器固定臂3和磁鐵夾固定臂4。支架13上通過固定座14安裝有定位擋片6，用于擺錘5下落時(shí)阻擋擺錘線，定位擋片6根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求可固定在支架13的任意位置上。主板1呈扇形，安裝在支架13的右側(cè)，其上畫有間隔1厘米的水平線以及確定光電傳感器12位置的A、B、C、D位置點(diǎn)和確定定位擋片6位置的P、Q、R位置點(diǎn)。副板2通過螺栓安裝在支架13的左側(cè)，其上也畫有間隔1厘米的水平線。主板1和副板2上的水平線重合。支架13的上端安裝有轉(zhuǎn)接器16，螺栓9安裝在轉(zhuǎn)接器16的內(nèi)孔中，螺栓9的兩端都帶有內(nèi)絲，起安裝軸的作用。光電傳感器固定臂3在主板1的后面(參見圖2)，其上端通過蝶形螺栓11安裝在螺栓9的后端，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求可固定在任意角度位置。光電傳感器固定臂3的下端安裝有光電傳感器12，光電傳感器12可采用對射式光電開關(guān)。磁鐵夾固定臂4的上端通過螺母8安裝在螺栓9的前端，磁鐵夾固定臂4在主板1的前面(參見圖2)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求可固定在任意角度位置。磁鐵夾固定臂4的另一端帶有磁鐵夾15，磁鐵夾15利用磁力將圓柱形擺錘吸住，擺錘5通過擺錘線連接在螺栓9上，并由擺錘線固定栓10擰入螺栓9前端的內(nèi)絲中固定。
各部件安裝后如圖2所示，光電傳感器固定臂3與光電傳感器12正好將主板1夾住，有利于光電傳感器12的精確定位。安裝后，把光電傳感器12固定在主板1的D點(diǎn)上，釋放擺錘5讓其靜止，擺錘5的重心、D點(diǎn)、光電傳感器12的擋光孔應(yīng)在一條直線上。實(shí)驗(yàn)中，通過測平器7將光電傳感器12的測孔準(zhǔn)確定位在B、C、D各點(diǎn)所在的水平線上。測平器7平時(shí)用繩線拴在支架13或螺栓9上。同樣實(shí)驗(yàn)中將磁鐵夾15定位在某點(diǎn)，使擺錘5的質(zhì)心與某點(diǎn)所在的橫線齊平。
本實(shí)驗(yàn)器可進(jìn)行兩個(gè)實(shí)驗(yàn) 1.將定位擋片6分別固定在P、Q、R三個(gè)點(diǎn)，在A、B、C三點(diǎn)釋放擺錘5，使擺錘線在擺動過程中受定位擋片6的阻擋。觀察不同點(diǎn)釋放擺錘5、不同點(diǎn)受阻擋時(shí)，擺錘5的上升位置，并在副板2上做出標(biāo)記，總結(jié)定位擋片6的位置、擺錘5的釋放點(diǎn)與擺錘5到達(dá)點(diǎn)的關(guān)系，使學(xué)生對機(jī)械能守恒定律有一個(gè)定性的了解(相當(dāng)于擺球法驗(yàn)證機(jī)械能守恒)。
2.將光電傳感器12接入數(shù)據(jù)采集器。使磁鐵夾15處于光電傳感器12的上方。松開磁鐵夾15的開關(guān)，擺錘5從磁鐵夾15上釋放，其通過光電傳感器12時(shí)的速度由數(shù)據(jù)采集器采集，自動顯示，并通過程序自動計(jì)算出此處的機(jī)械能。變更光電傳感器的位置，測出擺錘通過不同點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能，即可定量研究機(jī)械能守恒定律。(主板與副板上面的橫線間隔都為1厘米，實(shí)驗(yàn)時(shí)可直接輸入距離與高度，不用再測量)。
權(quán)利要求1.一種機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)器，其特征在于包括支架、主板、副板、圓柱形擺錘、光電傳感器固定臂、光電傳感器和磁鐵夾固定臂，支架上安裝有定位擋片；主板和副板分別安裝在支架的左右兩側(cè)；光電傳感器固定臂的一端和磁鐵夾固定臂的一端均安裝在支架上部且安裝軸在同一軸線上，光電傳感器固定臂在主板后面，磁鐵夾固定臂在主板前面；光電傳感器固定臂的另一端安裝有光電傳感器；磁鐵夾固定臂的另一端帶有磁鐵夾，擺錘通過擺錘線連接在磁鐵夾固定臂與支架的安裝軸上。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、便于操作的機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)器。機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)器包括支架、主板、副板、圓柱形擺錘、光電傳感器固定臂、光電傳感器和磁鐵夾固定臂，支架上安裝有定位擋片；主板和副板分別安裝在支架的左右兩側(cè)；光電傳感器固定臂的一端和磁鐵夾固定臂的一端均安裝在支架上部且安裝軸在同一軸線上，光電傳感器固定臂在主板后面，磁鐵夾固定臂在主板前面；光電傳感器固定臂的另一端安裝有光電傳感器；磁鐵夾固定臂的另一端帶有磁鐵夾，擺錘通過擺錘線連接在磁鐵夾固定臂與支架的安裝軸上。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，既可使學(xué)生定性了解機(jī)械能守恒定律，又能夠定量分析，避免了人為因素的影響，實(shí)驗(yàn)方便快捷。
文檔編號G09B23/06GK201007867SQ20072001788
公開日2008年1月16日 申請日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日
發(fā)明者馮容士, 陳開云, 鼎 李 申請人:山東省遠(yuǎn)大網(wǎng)絡(luò)多媒體有限責(zé)任公司