CN104821120A - 一种重力加速度测量方法及其装置 - Google Patents

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张安
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Abstract

本发明涉及教学设备领域，目的在于提供一种重力加速度测量方法及其装置，所述一种重力加速度测量方法及其装置，采用激光发射装置取代传统的打点计时器，实现无接触“打点”，减少传统纸带摩擦阻力的影响，使得实验结果更加准确。本发明的有益效果在于：结构简单，操作方便，涂有荧光粉的下落物在下落过程中通过激光发射装置实现打点，现象直观、明显，稳定性好，适合让学生自主研究，亲身体验，提高教学说服力，下落物能在一段时间后自动恢复正常，可重复性强并大大节省实验耗材，引入激光发射装置能让下落物发光这样一个奇特的光学现象，能将学生的注意力集中到实验中，激发学生的学习热情，提高教学效果。

Description

一种重力加速度测量方法及其装置
技术领域
本发明涉及教学设备领域，特别涉及一种重力加速度测量方法及其装置。
背景技术
自由落体运动是高中物理教学内容的重点和难点之一。但是，由于做自由落体运动的物体速度太快，对重力加速度大小的准确测量更是让许多教师束手无策，使课堂教学缺少说服力，让学生难以亲身体验，影响教学质量。要突破这一难点的最好方法就是通过实验让学生自主探究，获得亲身体验。目前，在高中物理课堂教学中，主要介绍打点计时器配合纸带和重锤完成实验，但由于实验者比较难控制纸带是竖直状态，且纸带与限位孔的摩擦较大直接影响重力加速度大小的测量，亦或采用频闪照相机拍摄落球的方法，但由于受到实验场地的限制和数据的采集，同样难以很好地开展实验。现有的专利文献中也没有能很好解决上述问题的方案，如：
申请号为：201410153421.8的教学用重力加速度测量仪，利用滚珠在螺旋形通道内滚动测量滚珠的加速度，进而测量重力加速度，但是滚珠和螺旋形通道之间存在摩擦力，测量出的加速度存在一定误差。
申请号为：201510003546.7的一种测量重力加速度的方法，利用力传感器记录圆球下落时间，但是操作不便，结构不够直观，不适合学生操作。
发明内容
本发明的目的在于克服了上述缺陷，提供一种操作方便、结果准确的重力加速度测量方法及其装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种重力加速度测量方法及其装置，包括以下步骤：
步骤1、将涂有荧光粉的下落物固定在固定装置上；
步骤2、打开激光发射装置，激光发射装置以固定频率发射激光；
步骤3、下落物从固定装置上落下，利用所述激光发射装置照射在所述下落物上获得多个发光点；
步骤4、测量每个所述发光点至所述下落物底端的距离；
步骤5、根据加速度计算公式计算得出重力加速度。
本发明的有益效果在于：结构简单，操作方便，涂有荧光粉的下落物在下落过程中通过激光发射装置实现打点，现象直观、明显，稳定性好，适合让学生自主研究，亲身体验，提高教学说服力，下落物能在一段时间后自动恢复正常，可重复性强并大大节省实验耗材，采用激光发射装置取代传统的打点计时器，实现无接触“打点”，减少传统纸带摩擦阻力的影响，使得实验结果更加准确，引入激光发射装置能让下落物发光这样一个奇特的光学现象，能将学生的注意力集中到实验中，激发学生的学习热情，提高教学效果。
为了解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案为：
一种重力加速度测量装置，包括支架、固定装置、下落物和激光发射装置，所述激光发射装置可发射固定频率激光，所述固定装置固定在所述支架上，所述下落物固定在所述固定装置上，所述激光发射装置的激光发射方向与所述下落物的下落方向相交，所述下落物朝向所述激光发射装置的一面涂有荧光粉。
本发明的有益效果在于：结构简单，操作方便，涂有荧光粉的下落物在下落过程中通过激光发射装置实现打点，现象直观、明显，稳定性好，适合让学生自主研究，亲身体验，提高教学说服力，下落物能在一段时间后自动恢复正常，可重复性强并大大节省实验耗材。
附图说明
图1是本发明实施例一种重力加速度测量装置的结构图；
图2是本发明实施例下落物上发光点的示意图。
标号说明：
1、固定装置；2、下落物；3、激光发射装置；31、激光器；32、斩光器；33、频率调节器；4、电源；5、闸刀开关；6、海绵垫；7、支架；21、发光点。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
本发明最关键的构思在于：采用激光发射装置取代传统的打点计时器，实现无接触“打点”，减少传统纸带摩擦阻力的影响，使得实验结果更加准确，结构简单，操作方便。
请参阅图1至图2所示，本实施例的一种重力加速度测量方法，包括以下步骤：
步骤1、将涂有荧光粉的下落物2固定在固定装置1上；
步骤2、打开激光发射装置3，激光发射装置3以固定频率发射激光；
步骤3、下落物2从固定装置1上落下，利用所述激光发射装置3照射在所述下落物2上获得多个发光点21；
步骤4、测量每个所述发光点21至所述下落物2底端的距离；
步骤5、根据加速度计算公式计算得出重力加速度。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：结构简单，操作方便，涂有荧光粉的下落物2在下落过程中通过激光发射装置3实现打点，现象直观、明显，稳定性好，适合让学生自主研究，亲身体验，提高教学说服力，下落物2能在一段时间后自动恢复正常，可重复性强并大大节省实验耗材，采用激光发射装置3取代传统的打点计时器，实现无接触“打点”，减少传统纸带摩擦阻力的影响，使得实验结果更加准确，引入激光发射装置3能让下落物2发光这样一个奇特的光学现象，能将学生的注意力集中到实验中，激发学生的学习热情，提高教学效果。
进一步的，所述激光发射装置3包括激光器31、斩光器32和频率调节器33，所述激光器31可发射持续激光，所述斩光器32上设置有可转动的转盘，所述转盘上设有通孔，所述通孔的转动轨迹设置在所述激光器31的发光口前方，所述频率调节器33与所述斩光器32电连接，所述频率调节器33控制所述转盘以固定频率转动。
由上述描述可知，通过斩光器32转动打断激光器31发出的激光，利用频率调节器33控制所述转盘以固定频率转动，以此控制激光发射装置3以固定频率发射激光。
进一步的，还包括电源4和闸刀开关5，所述固定装置1为电磁铁，所述下落物2的材质为磁性金属，所述电源4与所述闸刀开关5电连接，所述闸刀开关5与所述电磁铁电连接。
由上述描述可知，下落物2的材质为磁性金属，利用电磁铁和磁性金属的相互吸引作用将下落物2固定在电磁铁上，采用闸刀开关5控制电磁铁的通电状态，操作方便，适宜学生操作。
进一步的，所述下落物2上设有刻度。
由上述描述可知，当下落物2落下后，可直接观察发光点21在刻度上的读数便可获得每个所述发光点21至所述下落物2底端的距离，操作方便，节省实验时间。
进一步的，所述下落物2下方设有海绵垫6。
由上述描述可知，海绵垫6可保护下落物2，防止下落物2下落时发生损坏。
请参照图1至图2所示，本发明的实施例一为：
一种重力加速度测量装置，包括支架7、学生电源、闸刀开关5、电磁铁、下落物2、激光器31、斩光器32和频率调节器33，下落物2上设有刻度，所述学生电源与所述电磁铁电连接，所述学生电源与所述电磁铁之间设有闸刀开关5，所述电磁铁固定在所述支架7上，所述下落物2吸附于所述电磁铁上，所述激光器31的激光发射方向与所述下落物2的下落方向相交，所述下落物2朝向所述激光器31的一面涂有荧光粉，所述斩光器32上设置有可转动的转盘，所述转盘上设有通孔，所述通孔的转动轨迹设置在所述激光器31的发光口前方，所述频率调节器33与所述斩光器32电连接，所述频率调节器33控制所述转盘以固定频率转动，下落物2下方设有海绵垫6。
综上所述，本发明提供的一种重力加速度测量方法及其装置，结构简单，操作方便，涂有荧光粉的下落物在下落过程中通过激光发射装置实现打点，现象直观、明显，稳定性好，适合让学生自主研究，亲身体验，提高教学说服力，下落物能在一段时间后自动恢复正常，可重复性强并大大节省实验耗材，采用激光发射装置取代传统的打点计时器，实现无接触“打点”，减少传统纸带摩擦阻力的影响，使得实验结果更加准确，引入激光发射装置能让下落物发光这样一个奇特的光学现象，能将学生的注意力集中到实验中，激发学生的学习热情，提高教学效果，通过斩光器转动打断激光器发出的激光，利用频率调节器控制所述转盘以固定频率转动，以此控制激光发射装置以固定频率发射激光，下落物的材质为磁性金属，利用电磁铁和磁性金属的相互吸引作用将下落物固定在电磁铁上，采用闸刀开关控制电磁铁的通电状态，操作方便，适宜学生操作，当下落物落下后，可直接观察发光点在刻度上的读数便可获得每个所述发光点至所述下落物底端的距离，操作方便，节省实验时间。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种重力加速度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将涂有荧光粉的下落物固定在固定装置上；
步骤2、打开激光发射装置，激光发射装置以固定频率发射激光；
步骤3、下落物从固定装置上落下，利用所述激光发射装置照射在所述下落物上获得多个发光点；
步骤4、测量每个所述发光点至所述下落物底端的距离；
步骤5、根据加速度计算公式计算得出重力加速度。
2.根据权利要求1所述的一种重力加速度测量方法，其特征在于：所述激光发射装置包括激光器、斩光器和频率调节器，所述激光器可发射持续激光，所述斩光器上设置有可转动的转盘，所述转盘上设有通孔，所述通孔的转动轨迹设置在所述激光器的发光口前方，所述频率调节器与所述斩光器电连接，所述频率调节器控制所述转盘以固定频率转动。
3.根据权利要求1所述的一种重力加速度测量方法，其特征在于：还包括电源和闸刀开关，所述固定装置为电磁铁，所述下落物的材质为磁性金属，所述电源与所述闸刀开关电连接，所述闸刀开关与所述电磁铁电连接。
4.根据权利要求1所述的一种重力加速度测量方法，其特征在于：所述下落物朝向所述激光发射装置的一面设有刻度。
5.根据权利要求1所述的一种重力加速度测量方法，其特征在于：所述下落物下方设有海绵垫。
6.一种重力加速度测量装置，其特征在于：包括支架、固定装置、下落物和激光发射装置，所述激光发射装置可发射固定频率激光，所述固定装置固定在所述支架上，所述下落物固定在所述固定装置上，所述激光发射装置的激光发射方向与所述下落物的下落方向相交，所述下落物朝向所述激光发射装置的一面涂有荧光粉。
7.根据权利要求6所述的一种重力加速度测量装置，其特征在于：所述激光发射装置包括激光器、斩光器和频率调节器，所述激光器可发射持续激光，所述斩光器上设置有可转动的转盘，所述转盘上设有通孔，所述通孔的转动轨迹设置在所述激光器的发光口前方，所述频率调节器与所述斩光器电连接，所述频率调节器控制所述转盘以固定频率转动。
8.根据权利要求6所述的一种重力加速度测量装置，其特征在于：还包括电源和闸刀开关，所述固定装置为电磁铁，所述下落物的材质为磁性金属，所述电源与所述闸刀开关电连接，所述闸刀开关与所述电磁铁电连接。
9.根据权利要求6所述的一种重力加速度测量装置，其特征在于：所述下落物朝向所述激光发射装置的一面设有刻度。
10.根据权利要求6所述的一种重力加速度测量装置，其特征在于：所述下落物下方设有海绵垫。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106019396A (zh) * 2016-06-24 2016-10-12 南京信息工程大学 重力加速度的非水平测量系统
CN109064856A (zh) * 2018-08-16 2018-12-21 安徽新华学院 一种演示三能级激光器工作原理的实验系统及方法
CN109243260A (zh) * 2018-10-25 2019-01-18 浙江胜昔信息科技有限公司 一种光变效应材料、显色方法、显色装置及应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN200959180Y (zh) * 2006-08-30 2007-10-10 于复生 测量重力加速度的教学仪器
US20100221692A1 (en) * 2009-03-02 2010-09-02 Robert William Lally Educational Pendulum
WO2011063483A1 (pt) * 2009-11-30 2011-06-03 União Brasileira De Educação E Assistência - Mantenedora Da Puc Rs Aparato modulador de forças compreendendo bio esfera magnética submersa e método estabilizador de matéria
CN202331999U (zh) * 2011-11-07 2012-07-11 湖州师范学院 一种自由落体演示器
CN203118296U (zh) * 2013-03-25 2013-08-07 冯馨乐 一种激光打点计时器
CN204045082U (zh) * 2014-08-18 2014-12-24 郑州学生宝电子科技有限公司 一种物理教学中重力加速度实验教具
CN204667723U (zh) * 2015-05-28 2015-09-23 黄乐童 一种重力加速度测量装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN200959180Y (zh) * 2006-08-30 2007-10-10 于复生 测量重力加速度的教学仪器
US20100221692A1 (en) * 2009-03-02 2010-09-02 Robert William Lally Educational Pendulum
WO2011063483A1 (pt) * 2009-11-30 2011-06-03 União Brasileira De Educação E Assistência - Mantenedora Da Puc Rs Aparato modulador de forças compreendendo bio esfera magnética submersa e método estabilizador de matéria
CN202331999U (zh) * 2011-11-07 2012-07-11 湖州师范学院 一种自由落体演示器
CN203118296U (zh) * 2013-03-25 2013-08-07 冯馨乐 一种激光打点计时器
CN204045082U (zh) * 2014-08-18 2014-12-24 郑州学生宝电子科技有限公司 一种物理教学中重力加速度实验教具
CN204667723U (zh) * 2015-05-28 2015-09-23 黄乐童 一种重力加速度测量装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱端兴，曹正东: "落球法测定重力加速度实验的改进", 《大学物理实验》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106019396A (zh) * 2016-06-24 2016-10-12 南京信息工程大学 重力加速度的非水平测量系统
CN109064856A (zh) * 2018-08-16 2018-12-21 安徽新华学院 一种演示三能级激光器工作原理的实验系统及方法
CN109064856B (zh) * 2018-08-16 2024-04-16 安徽新华学院 一种演示三能级激光器工作原理的实验系统及方法
CN109243260A (zh) * 2018-10-25 2019-01-18 浙江胜昔信息科技有限公司 一种光变效应材料、显色方法、显色装置及应用

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