CN105719538A - 一种基于磁粉显示的动量守恒验证装置 - Google Patents

一种基于磁粉显示的动量守恒验证装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于磁粉显示的动量守恒验证装置，包括底座、倾斜滑槽、一号铁球和磁粉，所述底座上安装有立柱，所述立柱上安装有所述倾斜滑槽，所述倾斜滑槽顶部放置有所述一号铁球，所述一号铁球的下面安装有挡块装置，所述倾斜滑槽的下面连接有水平滑槽，所述水平滑槽边缘放置有二号铁球，所述二号铁球的下面放置有磁粉盒，所述磁粉盒内放置有所述磁粉，所述磁粉盒的一侧设置有刻度尺，所述刻度尺的一侧安装有清除按钮。有益效果在于：通过多次记录铁球点位，以及多次碰撞后对两铁球点位的记录，进行平均值计算，由于单个铁球滑落和碰撞后两铁球滑落过程中均存在空气摩擦力，因此可以相互抵消，充分验证动量守恒定律。

Description

一种基于磁粉显示的动量守恒验证装置
技术领域
本发明涉及物理实验领域，具体涉及一种基于磁粉显示的动量守恒验证装置。
背景技术
动量守恒定律是指一个系统不受外力或所受外力之和为零时，这个系统的总动量保持不变。常见的动量守恒摆球，在实际实验过程中，往往由于空气阻力，使得摆球在摆动中幅度逐渐减小，且摆球每次的撞击力和损失的能量无法计量，因此不能很好的解释动量守恒定律。申请号为201320265892.9的中国专利，具体内容为：涉及一种动量守恒演示仪，所述动量守恒演示仪包括演示仪主体，演示仪主体上具有一长方形的通孔，长方形的通孔的两侧分别具有两个滑动轨道，两个移动结构分别磁悬浮于所述演示仪主体的上方，两个移动结构的顶端各具有一凹槽。在使用时，先用两只手分别抓住第一移动结构和第二移动结构，然后一松手第一移动结构和第二移动结构就会相向运动，第一移动结构和第二移动结构碰撞在一起，这个时候两者会同时向左或者向右移动进行动量守恒的演示。上述专利在演示过程中，两结构发生碰撞后存在能量损失，在往相反方向运动时，虽悬浮于演示仪上方，但仍存在空气摩擦力，使得运动中能量逐渐损失，且损失能量无法计量，因此无法准确验证动量守恒定律。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于磁粉显示的动量守恒验证装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种基于磁粉显示的动量守恒验证装置，包括底座、倾斜滑槽、一号铁球和磁粉，所述底座上安装有立柱，所述立柱上安装有所述倾斜滑槽，所述倾斜滑槽顶部放置有所述一号铁球，所述一号铁球的下面安装有挡块装置，所述倾斜滑槽的下面连接有水平滑槽，所述水平滑槽边缘放置有二号铁球，所述二号铁球的下面放置有磁粉盒，所述磁粉盒内放置有所述磁粉，所述磁粉盒的一侧设置有刻度尺，所述刻度尺的一侧安装有清除按钮，所述清除按钮的一侧安装有确认按钮，所述磁粉盒的底面安装有点位记录仪，所述点位记录仪的底部安装有调整脚，所述点位记录仪的一侧连接有数据传输线，所述数据传输线的一侧连接在显示器外壳上，所述显示器外壳上面安装有显示器，所述显示器外壳顶部安装有支撑轴，所述支撑轴上面安装有托盘，所述显示器外壳一侧安装有质量记录按钮，所述质量记录按钮下面设置有多点位输入按钮，所述多点位输入按钮下面设置有开机键。
为了进一步提高动量守恒验证装置的演示效果，所述立柱和所述底座通过螺栓连接，所述倾斜滑槽和所述立柱通过螺栓连接，所述水平滑槽和所述倾斜滑槽相连接。
为了进一步提高动量守恒验证装置的演示效果，所述挡块装置和所述倾斜滑槽通过螺栓连接，所述挡块装置有挡块、转动轴、开关和固定座组成，所述固定座通过螺栓固定在所述倾斜滑槽底部，所述挡块和所述固定座通过所述转动轴连接，所述开关卡在所述固定座一侧。
为了进一步提高动量守恒验证装置的演示效果，所述刻度尺通过螺栓固定在所述磁粉盒一侧，所述清除按钮和所述确认按钮通过螺栓固定在所述磁粉盒一侧，所述点位记录仪和所述磁粉盒通过螺栓连接，所述调整脚通过螺栓固定在所述点位记录仪底部。
为了进一步提高动量守恒验证装置的演示效果，所述点位记录仪和所述显示器通过所述数据传输线连接，所述显示器和所述显示器外壳通过螺栓连接，所述支撑轴通过螺栓固定在所述显示器外壳顶部，所述托盘和所述支撑轴通过螺栓连接。
为了进一步提高动量守恒验证装置的演示效果，所述质量记录按钮、所述多点位输入按钮和所述开机键均嵌在所述显示器外壳一侧。
有益效果在于：通过多次记录铁球点位，以及多次碰撞后对两铁球点位的记录，进行平均值计算，由于单个铁球滑落和碰撞后两铁球滑落过程中均存在空气摩擦力，因此可以相互抵消，充分验证动量守恒定律。
附图说明
图1是本发明所述一种基于磁粉显示的动量守恒验证装置的空间立体图；
图2是本发明所述一种基于磁粉显示的动量守恒验证装置的挡块装置放大图；
1、底座；2、立柱；3、倾斜滑槽；4、挡块装置；5、一号铁球；6、水平滑槽；7、二号铁球；8、磁粉；9、磁粉盒；10、调整脚；11、刻度尺；12、点位记录仪；13、清除按钮；14、确认按钮；15、托盘；16、支撑轴；17、数据传输线；18、质量记录按钮；19、多点位输入按钮；20、开机键；21、显示器外壳；22、显示器；23、挡块；24、转动轴；25、开关；26、固定座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-图2所示，一种基于磁粉显示的动量守恒验证装置，包括底座1、倾斜滑槽3、一号铁球5和磁粉8，所述底座1上安装有立柱2，所述立柱2上安装有所述倾斜滑槽3，所述倾斜滑槽3顶部放置有所述一号铁球5，所述一号铁球5的下面安装有挡块装置4，所述倾斜滑槽3的下面连接有水平滑槽6，所述水平滑槽6边缘放置有二号铁球7，所述二号铁球7的下面放置有磁粉盒9，所述磁粉盒9内放置有所述磁粉8，所述磁粉盒9的一侧设置有刻度尺11，所述刻度尺11的一侧安装有清除按钮13，所述清除按钮13的一侧安装有确认按钮14，所述磁粉盒9的底面安装有点位记录仪12，所述点位记录仪12的底部安装有调整脚10，所述点位记录仪12的一侧连接有数据传输线17，所述数据传输线17的一侧连接在显示器外壳21上，所述显示器外壳21上面安装有显示器22，所述显示器外壳21顶部安装有支撑轴16，所述支撑轴16上面安装有托盘15，所述显示器外壳21一侧安装有质量记录按钮18，所述质量记录按钮18下面设置有多点位输入按钮19，所述多点位输入按钮19下面设置有开机键20。
在本实施例中，所述立柱2和所述底座1通过螺栓连接，所述立柱2和所述底座1用于固定所述倾斜滑槽3和所述水平滑槽6，所述倾斜滑槽3和所述立柱2通过螺栓连接，所述倾斜滑槽3用于使所述一号铁球5下滑过程中产生高度差，所述水平滑槽6和所述倾斜滑槽3相连接，所述水平滑槽6用于放置所述二号铁球7。
在本实施例中，所述挡块装置4和所述倾斜滑槽3通过螺栓连接，所述挡块装置4用于使所述一号铁球5放置于所述倾斜滑槽3顶部，防止所述一号铁球5滑落，并保证每次所述一号铁球5的摆放高度相同，进而保证实验数据的准确性，所述挡块装置4有挡块23、转动轴24、开关25和固定座26组成，所述固定座26通过螺栓固定在所述倾斜滑槽3底部，所述挡块23和所述固定座26通过所述转动轴24连接，所述挡块23可绕所述转动轴24打开和关闭，所述开关25卡在所述固定座26一侧，按下所述开关25，所述挡块23打开，所述一号铁球5从所述倾斜滑槽3上滑落。
在本实施例中，所述刻度尺11通过螺栓固定在所述磁粉盒9一侧，所述刻度尺11用于测量所述一号铁球5和所述二号铁球7每次落点位置，所述清除按钮13和所述确认按钮14通过螺栓固定在所述磁粉盒9一侧，所述清除按钮13用于清除所述磁粉8上的印记，所述确认按钮14用于记录所述一号铁球5或所述二号铁球7落在所述磁粉8上的位置，所述点位记录仪12和所述磁粉盒9通过螺栓连接，所述点位记录仪12用于记录所述一号铁球5和所述二号铁球7每次落在所述磁粉8上的位置，所述调整脚10通过螺栓固定在所述点位记录仪12底部，所述调整脚10用于调整所述磁粉盒9的水平度，保证实验数据的准确性。
在本实施例中，所述点位记录仪12和所述显示器22通过所述数据传输线17连接，所述点位记录仪12通过所述数据传输线17将记录的点位传输到所述显示器22，所述显示器22和所述显示器外壳21通过螺栓连接，所述显示器22可对多点位进行分析，计算出落地点的平均位置，同时可显示和记录所述一号铁球5和所述二号铁球7的质量，所述支撑轴16通过螺栓固定在所述显示器外壳21顶部，所述支撑轴16用于支撑所述托盘15，所述托盘15和所述支撑轴16通过螺栓连接，所述托盘15用于测量所述一号铁球5和所述二号铁球7的质量。
在本实施例中，所述质量记录按钮18、所述多点位输入按钮19和所述开机键20均嵌在所述显示器外壳21一侧，所述质量记录按钮18用于将所测量的质量记录在所述显示器22上，所述多点位输入按钮19用于将所述点位记录仪12内多次记录的点位记录在所述显示器22内，并进行分析，计算出平均位置，所述开机键20用于开启所述显示器22。
试验时，先将所述一号铁球5和所述二号铁球7先后放置在所述托盘15上，通过所述质量记录按钮18将两者的质量记录在所述显示器22上，将所述一号铁球5放置在所述倾斜滑槽3顶部，并位于所述挡块装置4的上方，先取下所述二号铁球7，按下所述挡块装置4上的所述开关25，使所述一号铁球5从所述倾斜滑槽3上滚落，经过所述水平滑槽6后落入所述磁粉盒9，使所述磁粉8在所述一号铁球5的落地点形成点位堆积，按下所述确认按钮14对此落地点进行记录，然后按下所述清除按钮13对所述磁粉8上的轨迹进行清除，重复进行十次上述试验过程，然后按下所述显示器外壳21一侧所述多点位输入按钮19，将所述点位记录仪12记录的十次点位传输到所述显示器22，所述显示器22经过分析后计算出平均位置，然后将所述二号铁球7放置在所述水平滑槽6边缘，将所述一号铁球5放置在所述倾斜滑槽3顶端，位于所述挡块装置4上面，按下所述挡块装置4的所述开关25，所述一号铁球5从所述倾斜滑槽3上滑落，撞击到所述二号铁球7，所述二号铁球7和所述一号铁球5先后落入所述磁粉盒9，所述磁粉8在所述二号铁球7和所述一号铁球5的落地点分别形成点位堆积，按下所述确认按钮14，使所述点位记录仪12记录下两个落地点，重复进行十次上述实验过程，然后按下所述显示器外壳21一侧的所述多点位输入按钮19，所述点位记录仪12所记录的十次点位显示在所述显示器22上，所述显示器22经过分析后计算出所述一号铁球5和所述二号铁球7的十次平均落地位置，有计算得出，所述一号铁球5的质量和未碰撞时的十次平均位置的成绩等于所述一号铁球5的质量和碰撞后的十次平均位置的成绩加上所述二号铁球7的质量和十次平均位置的成绩之和。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (6)

1.一种基于磁粉显示的动量守恒验证装置，其特征在于：包括底座、倾斜滑槽、一号铁球和磁粉，所述底座上安装有立柱，所述立柱上安装有所述倾斜滑槽，所述倾斜滑槽顶部放置有所述一号铁球，所述一号铁球的下面安装有挡块装置，所述倾斜滑槽的下面连接有水平滑槽，所述水平滑槽边缘放置有二号铁球，所述二号铁球的下面放置有磁粉盒，所述磁粉盒内放置有所述磁粉，所述磁粉盒的一侧设置有刻度尺，所述刻度尺的一侧安装有清除按钮，所述清除按钮的一侧安装有确认按钮，所述磁粉盒的底面安装有点位记录仪，所述点位记录仪的底部安装有调整脚，所述点位记录仪的一侧连接有数据传输线，所述数据传输线的一侧连接在显示器外壳上，所述显示器外壳上面安装有显示器，所述显示器外壳顶部安装有支撑轴，所述支撑轴上面安装有托盘，所述显示器外壳一侧安装有质量记录按钮，所述质量记录按钮下面设置有多点位输入按钮，所述多点位输入按钮下面设置有开机键。
2.根据权利要求1所述的一种基于磁粉显示的动量守恒验证装置，其特征在于：所述立柱和所述底座通过螺栓连接，所述倾斜滑槽和所述立柱通过螺栓连接，所述水平滑槽和所述倾斜滑槽相连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于磁粉显示的动量守恒验证装置，其特征在于：所述挡块装置和所述倾斜滑槽通过螺栓连接，所述挡块装置有挡块、转动轴、开关和固定座组成，所述固定座通过螺栓固定在所述倾斜滑槽底部，所述挡块和所述固定座通过所述转动轴连接，所述开关卡在所述固定座一侧。
4.根据权利要求1所述的一种基于磁粉显示的动量守恒验证装置，其特征在于：所述刻度尺通过螺栓固定在所述磁粉盒一侧，所述清除按钮和所述确认按钮通过螺栓固定在所述磁粉盒一侧，所述点位记录仪和所述磁粉盒通过螺栓连接，所述调整脚通过螺栓固定在所述点位记录仪底部。
5.根据权利要求1所述的一种基于磁粉显示的动量守恒验证装置，其特征在于：所述点位记录仪和所述显示器通过所述数据传输线连接，所述显示器和所述显示器外壳通过螺栓连接，所述支撑轴通过螺栓固定在所述显示器外壳顶部，所述托盘和所述支撑轴通过螺栓连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于磁粉显示的动量守恒验证装置，其特征在于：所述质量记录按钮、所述多点位输入按钮和所述开机键均嵌在所述显示器外壳一侧。
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