自由落體運(yùn)動測定裝置制造方法
【專利摘要】自由落體運(yùn)動測定裝置，其特點(diǎn)是，自由落體運(yùn)動測定裝置有一個底座，底座上安裝立柱，立柱上安裝電磁鐵支架，電磁鐵支架上安裝電磁鐵，底座上安裝超聲波發(fā)射器和超聲波接收器，底座上安裝一個控制器，控制器內(nèi)安裝控制電路板，控制器的面板上安裝顯示器，控制器的面板上安裝鍵盤，電磁鐵、超聲波發(fā)射器和超聲波接收器通過導(dǎo)線和控制器連接。本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，根據(jù)聲學(xué)多普勒效應(yīng)，利用超聲波對自由落體運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行測定，其特點(diǎn)是，計算簡單、測量精度較高，且結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、操作容易。
【專利說明】自由落體運(yùn)動測定裝置
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種物理實(shí)驗(yàn)裝置，尤其是可以測定自由落體運(yùn)動的自由落體運(yùn)動測定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]自由落體測定是基礎(chǔ)物理教學(xué)的實(shí)驗(yàn)項目之一，常用的測定儀器是自由落體測定儀，其原理是在不同高度安裝光電門，測量鋼球下落到該高度的時刻，通過計算得到鋼球下落時的加速度。這種實(shí)驗(yàn)方法需要反復(fù)測量多次，取平均值進(jìn)行計算，盡管如此，但測得的重力加速度值一般誤差較大。其原因一是光電門高度的精確測量有困難，當(dāng)鋼球通過光電門時，不一定正好是鋼球的直徑下沿，很可能偏離一些，帶來一定的誤差。二是由于電磁鐵斷電的瞬間，電磁鐵有剩磁，鋼球滯后下落，這就造成了時間測量上的誤差。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述的問題，本實(shí)用新型提供一種自由落體運(yùn)動測定裝置。這種自由落體運(yùn)動測定裝置根據(jù)聲學(xué)多普勒效應(yīng)，利用超聲波測量物體不同時刻的速度，測量精度可以滿足物理實(shí)驗(yàn)要求。
[0004]本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:發(fā)明一種自由落體運(yùn)動測定裝置，其特點(diǎn)是，自由落體運(yùn)動測定裝置有一個底座，底座上安裝立柱，立柱上安裝電磁鐵支架，電磁鐵支架上安裝電磁鐵，底座上安裝超聲波發(fā)射器和超聲波接收器，底座上安裝一個控制器，控制器內(nèi)安裝控制電路板，控制器的面板上安裝顯示器，控制器的面板上安裝鍵盤，電磁鐵、超聲波發(fā)射器和超聲波接收器通過導(dǎo)線和控制器連接。
[0005]本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，根據(jù)聲學(xué)多普勒效應(yīng)，利用超聲波對自由落體運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行測定，其特點(diǎn)是，計算簡單、測量精度較高，且結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、操作容易。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0007]附圖是本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
[0008]圖中I超聲波發(fā)射器，2氈墊，3超聲波接收器，4底座，5立柱，6控制器，7鍵盤，8顯示器，9鋼球，10電磁鐵，11電磁鐵支架，12滑套，13緊固螺栓。
【具體實(shí)施方式】
[0009]如附圖所示，底座4上安裝立柱5，立柱5上安裝滑套12，滑套12上連接電磁鐵支架11，滑套12通過緊固螺栓13定位在立柱5上，電磁鐵支架11上安裝電磁鐵10，底座4上安裝超聲波發(fā)射器1、氈墊2和超聲波接收器3，底座4上安裝控制器6，控制器6的面板上設(shè)有鍵盤7和顯示器8。超聲波發(fā)射器1、超聲波接收器3和電磁鐵10通過導(dǎo)線和控制器6連接。
[0010]本實(shí)用新型的工作過程為，首先操作控制器6上的鍵盤7使電磁鐵10得電并產(chǎn)生磁力，將鋼球9吸在電磁鐵10的磁極上，超聲波發(fā)射器1、氈墊2和超聲波接收器3位于鋼球9的正下方，操作控制器6上的鍵盤7使超聲波發(fā)射器I和超聲波接收器3開始作，操作鍵盤7使電磁鐵10斷電失去磁力，鋼球9下落，根據(jù)聲學(xué)多普勒效應(yīng)，當(dāng)向移動物體發(fā)射頻率為F的連續(xù)超聲波時，被移動物體反射的超聲波頻率為f，f與F服從多普勒關(guān)系。如果超聲發(fā)射方向和移動物體的夾角已知，就可以通過多普勒關(guān)系的表達(dá)式得出物體移動速度V。超聲波發(fā)射器I向鋼球9發(fā)射固定頻率的超聲波，鋼球9的反射聲波由超聲波接收器3接收，控制器6根據(jù)接收到的聲波頻率可以計算出鋼球9的下落速度，通過鍵盤7設(shè)定鋼球9下落過程中的兩個測量時刻，顯示器8顯示出兩個時刻的鋼球9下落速度及兩個測量時刻的時間差，通過兩個測量時刻的時間差和兩個時刻的鋼球9下落速度便可計算出鋼球9下落時的加速度。
【權(quán)利要求】
1.自由落體運(yùn)動測定裝置，其特征在于:自由落體運(yùn)動測定裝置有一個底座，所述的底座上安裝立柱，所述的立柱上安裝電磁鐵支架，所述的電磁鐵支架上安裝電磁鐵，所述的底座上安裝超聲波發(fā)射器和超聲波接收器，所述的底座上安裝一個控制器，所述的控制器內(nèi)安裝控制電路板，所述的控制器的面板上安裝顯示器，所述的控制器的面板上安裝鍵盤，所述的電磁鐵、所述的超聲波發(fā)射器和所述的超聲波接收器通過導(dǎo)線和所述的控制器連接。
【文檔編號】G09B23/18GK203631027SQ201320648793
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】李春芝 申請人:內(nèi)蒙古民族大學(xué)