CN108154765A - 一种自由落体运动实验装置 - Google Patents

一种自由落体运动实验装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108154765A
CN108154765A CN201810010669.7A CN201810010669A CN108154765A CN 108154765 A CN108154765 A CN 108154765A CN 201810010669 A CN201810010669 A CN 201810010669A CN 108154765 A CN108154765 A CN 108154765A
Authority
CN
China
Prior art keywords
height adjusting
connector
adjusting connector
movement
falling object
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201810010669.7A
Other languages
English (en)
Inventor
郑宝兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Baoji University of Arts and Sciences
Original Assignee
Baoji University of Arts and Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baoji University of Arts and Sciences filed Critical Baoji University of Arts and Sciences
Priority to CN201810010669.7A priority Critical patent/CN108154765A/zh
Publication of CN108154765A publication Critical patent/CN108154765A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/06—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics
    • G09B23/08—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for statics or dynamics
    • G09B23/10—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for statics or dynamics of solid bodies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

本发明公开了一种自由落体运动实验装置，包括底座、支撑杆、电磁铁、实验小铁球、光电门和计时装置，所述支撑杆的一端垂直设置在底座上表面一端，所述支撑杆上设有第一高度调节连接件、第二高度调节连接件和第三高度调节连接件，且第一高度调节连接件、第二高度调节连接件和第三高度调节连接件依次从上到下设置在支撑杆上，所述第一高度调节连接件上设有第一安装杆。本发明通过采用底座、支撑杆、电磁铁、实验小铁球、光电门和计时装置结合设计，可以演示自由落体运动，实验方法简便、直观、精度高，且支撑杆上的高度刻度线和安装杆上的距离长度刻度线结构设计，使得本装置调节精度更高，进一步保证实验数据的准确性。

Description

一种自由落体运动实验装置
技术领域
本发明涉及实验器材领域，特别涉及一种自由落体运动实验装置。
背景技术
仅在重力作用下，物体由静止开始竖直下落的运动称为自由落体运动。在物理学习过程中自由落体运动实验是其中一个很重要的实验，在实验过程中对自由落体运动进行测试的方式一般是通过投放初速度为零的小球，记录小球下落过程的位移、时间等相关数据，从而得出重力加速度值以及自由落体运动的规律。
CN201638428U中公开了一种自由落体运动实验的多球释放装置，该装置可连续、逐个释放实验小球，若将该装置利用到自由落体运动实验装置中进行实验，可使实验过程得到简化，操作起来更轻松，但该装置是通过一个控球凹槽转动180度来将实验小球从存球管中翻转出来的，而控球凹槽是由转动轴带动旋转的，它受到了转动轴的力而发生运动，因此处于控球凹槽内的实验小球亦会受到控球凹槽的作用力，那么实验小球在被带到下落口时，它由于惯性作用会带着一定的初速度下落(也就是说其掉落时的初始速度并不为零)，最终测试结果会因为初速度不为零而带来误差。
另外，现有的教学用自由落体运动实验装置，由于结构设计的不完善，使得各个部件的高度调节不便，且调节不准确，同时没有接球装置，使得实验过程中的小球滚动到别的地方重复拾起过于麻烦。
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自由落体运动实验装置，其解决了传统自由落体运动实验装置中的各个部件的高度调节不便、调节不准确和缺乏接球装置的问题。
为了解决上述问题，本发明人通过结合自己多年来的物理教学经验，并经过大量设计改进，最终提供了如下技术方案：
一种自由落体运动实验装置，包括底座、支撑杆、电磁铁、实验小铁球、光电门和计时装置，所述支撑杆的一端垂直设置在底座上表面一端，所述支撑杆上设有第一高度调节连接件、第二高度调节连接件和第三高度调节连接件，且第一高度调节连接件、第二高度调节连接件和第三高度调节连接件依次从上到下设置在支撑杆上，所述第一高度调节连接件上设有第一安装杆，所述电磁铁设置在第一安装杆的另一端上，所述实验小铁球通过磁力吸附在电磁铁的底部，所述第二高度调节连接件和第二高度调节连接件上分别设有第二安装杆和第三安装杆，所述光电门包括上光电门和下光电门，所述上光电门和下光电门分别设置在第二安装杆和第三安装杆的另一端上，且所述上光电门和下光电门均与计时装置电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电磁铁包括绝缘外壳、圆柱型铁条和导电线圈，所述绝缘外壳底部设有铁条安装凹槽，所述圆柱型铁条设置在铁条安装凹槽内，所述导电线圈套接在圆柱型铁条的外侧，所述绝缘外壳外侧设有正极通电接头和负极通电接头，所述正极通电接头位于负极通电接头的上侧，且正极通电接头和负极通电接头分别与导电线圈的两端连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第一高度调节连接件、第二高度调节连接件和第三高度调节连接件外侧两端上均设有第一安装通孔和第二安装通孔，且第一安装通孔和第二安装通孔的中心轴线相互垂直。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第一高度调节连接件、第二高度调节连接件和第三高度调节连接件外侧对应第一安装通孔的位置设有第一锁紧旋钮。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第一高度调节连接件、第二高度调节连接件和第三高度调节连接件外侧对应第二安装通孔的位置设有第二锁紧旋钮。
作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑杆上设有高度刻度线。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第一安装杆、第二安装杆和第三安装杆上均设有距离长度刻度线。
作为本发明的一种优选技术方案，所述底座上表面对应电磁铁的位置设有接球盆，所述接球盆内填充有沙子。
与现有技术相比，本发明涉及的自由落体运动实验装置具有如下优点和进步性：
本发明具有结构设计合理的优点，通过采用底座、支撑杆、电磁铁、实验小铁球、光电门和计时装置结合设计，可以演示自由落体运动，实验方法简便、直观、精度高，且支撑杆上的高度刻度线和安装杆上的距离长度刻度线结构设计，使得本装置调节精度更高，进一步保证实验数据的准确性，同时在支撑杆上增添的三个高度调节连接头结构设计，使得电磁铁和光电门调节更方便，增添的接球盆结构设计，能够保证实验小铁球在实验过程中落入接球盆，避免实验小铁球滚动到别的地方重复拾起过于麻烦。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的主视图；
图2为本发明电磁铁的内部结构示意图；
图3为本发明第一高度调节连接件的侧视图；
图4为本发明第一高度调节连接件的截面图；
图5为本发明第二安装杆的俯视图。
图中：1-底座，2-支撑杆，3-电磁铁，4-实验小铁球，5-光电门，6-计时装置，7-第一高度调节连接件，8-第二高度调节连接件，9-第三高度调节连接件，10-第一安装杆，11-第二安装杆，12-第三安装杆，13-上光电门，14-下光电门，15-绝缘外壳，16-圆柱型铁条，17-导电线圈，18-铁条安装凹槽，19-正极通电接头，20-负极通电接头，21-第一安装通孔，22-第二安装通孔，23-第一锁紧旋钮，24-第二锁紧旋钮，25-高度刻度线，26-距离长度刻度线，27-接球盆。
具体实施方式
如图1-5所示，本具体实施例为：一种自由落体运动实验装置，包括底座1、支撑杆2、电磁铁3、实验小铁球4、光电门5和计时装置6，所述支撑杆2的一端垂直设置在底座1上表面一端，所述支撑杆2上设有第一高度调节连接件7、第二高度调节连接件8和第三高度调节连接件9，且第一高度调节连接件7、第二高度调节连接件8和第三高度调节连接件9依次从上到下设置在支撑杆2上，所述第一高度调节连接件7上设有第一安装杆10，所述电磁铁3设置在第一安装杆10的另一端上，所述实验小铁球4通过磁力吸附在电磁铁3的底部，所述第二高度调节连接件8和第二高度调节连接件9上分别设有第二安装杆11和第三安装杆12，所述光电门5包括上光电门13和下光电门14，所述上光电门13和下光电门14分别设置在第二安装杆11和第三安装杆12的另一端上，且所述上光电门13和下光电门14均与计时装置6电性连接。
进一步的，所述电磁铁3包括绝缘外壳15、圆柱型铁条16和导电线圈17，所述绝缘外壳15底部设有铁条安装凹槽18，所述圆柱型铁条16设置在铁条安装凹槽18内，所述导电线圈17套接在圆柱型铁条16的外侧，所述绝缘外壳15外侧设有正极通电接头19和负极通电接头20，所述正极通电接头19位于负极通电接头20的上侧，且正极通电接头19和负极通电接头20分别与导电线圈17的两端连接,能够使得电磁铁3产生磁力更集中。
进一步的，所述第一高度调节连接件7、第二高度调节连接件8和第三高度调节连接件9外侧两端上均设有第一安装通孔21和第二安装通孔22，且第一安装通孔21和第二安装通孔22的中心轴线相互垂直，能够使得安装杆与支撑杆2之间始终保持90度垂直关系。
进一步的，所述第一高度调节连接件7、第二高度调节连接件8和第三高度调节连接件9外侧对应第一安装通孔21的位置设有第一锁紧旋钮23，便于连接接高度的调节。
进一步的，所述第一高度调节连接件7、第二高度调节连接件8和第三高度调节连接件9外侧对应第二安装通孔22的位置设有第二锁紧旋钮24，便于安装杆长度距离的调节。
进一步的，所述支撑杆2上设有高度刻度线25，保证高度调节的精度。
进一步的，所述第一安装杆10、第二安装杆11和第三安装杆12上均设有距离长度刻度线26，保证长度距离调节的精度。
进一步的，所述底座1上表面对应电磁铁3的位置设有接球盆27，所述接球盆27内填充有沙子，能够保证实验小铁球4在实验过程中落入接球盆27，避免实验小铁球4滚动到别的地方重复拾起过于麻烦。
具体的，本发明使用时，先根据自由落体运动实验实际要求，通过第一锁紧旋钮23将第一高度调节连接件7、第二高度调节连接件8和第三高度调节连接件9在支撑杆2上的高度调节到合适位置，再通过第二锁紧旋钮24将电磁铁3、上光电门13和下光电门14调节到同一垂直线上，进一步给电磁铁3和计时装置6接通电源，并将实验小铁球4吸附在电磁铁3的底部，当进行实验时，断开电磁铁3上的电源，实验小铁球4在重力的作用下向下运动，依次穿过上光电门13和下光电门14落在接球盆27内，上光电门13和下光电门14并将这个信号传给计时装置6，在计时装置6上显示出来，从而根据记录小球下落过程的位移、时间等相关数据得出重力加速度值以及自由落体运动的规律。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，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等效物界定。

Claims (8)

1.一种自由落体运动实验装置，包括底座(1)、支撑杆(2)、电磁铁(3)、实验小铁球(4)、光电门(5)和计时装置(6)，其特征在于：所述支撑杆(2)的一端垂直设置在底座(1)上表面一端，所述支撑杆(2)上设有第一高度调节连接件(7)、第二高度调节连接件(8)和第三高度调节连接件(9)，且第一高度调节连接件(7)、第二高度调节连接件(8)和第三高度调节连接件(9)依次从上到下设置在支撑杆(2)上，所述第一高度调节连接件(7)上设有第一安装杆(10)，所述电磁铁(3)设置在第一安装杆(10)的另一端上，所述实验小铁球(4)通过磁力吸附在电磁铁(3)的底部，所述第二高度调节连接件(8)和第二高度调节连接件(9)上分别设有第二安装杆(11)和第三安装杆(12)，所述光电门(5)包括上光电门(13)和下光电门(14)，所述上光电门(13)和下光电门(14)分别设置在第二安装杆(11)和第三安装杆(12)的另一端上，且所述上光电门(13)和下光电门(14)均与计时装置(6)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种自由落体运动实验装置，其特征在于：所述电磁铁(3)包括绝缘外壳(15)、圆柱型铁条(16)和导电线圈(17)，所述绝缘外壳(15)底部设有铁条安装凹槽(18)，所述圆柱型铁条(16)设置在铁条安装凹槽(18)内，所述导电线圈(17)套接在圆柱型铁条(16)的外侧，所述绝缘外壳(15)外侧设有正极通电接头(19)和负极通电接头(20)，所述正极通电接头(19)位于负极通电接头(20)的上侧，且正极通电接头(19)和负极通电接头(20)分别与导电线圈(17)的两端连接。
3.根据权利要求1所述的一种自由落体运动实验装置，其特征在于：所述第一高度调节连接件(7)、第二高度调节连接件(8)和第三高度调节连接件(9)外侧两端上均设有第一安装通孔(21)和第二安装通孔(22)，且第一安装通孔(21)和第二安装通孔(22)的中心轴线相互垂直。
4.根据权利要求3所述的一种自由落体运动实验装置，其特征在于：所述第一高度调节连接件(7)、第二高度调节连接件(8)和第三高度调节连接件(9)外侧对应第一安装通孔(21)的位置设有第一锁紧旋钮(23)。
5.根据权利要求3所述的一种自由落体运动实验装置，其特征在于：所述第一高度调节连接件(7)、第二高度调节连接件(8)和第三高度调节连接件(9)外侧对应第二安装通孔(22)的位置设有第二锁紧旋钮(24)。
6.根据权利要求1所述的一种自由落体运动实验装置，其特征在于：所述支撑杆(2)上设有高度刻度线(25)。
7.根据权利要求1所述的一种自由落体运动实验装置，其特征在于：所述第一安装杆(10)、第二安装杆(11)和第三安装杆(12)上均设有距离长度刻度线(26)。
8.根据权利要求1所述的一种自由落体运动实验装置，其特征在于：所述底座(1)上表面对应电磁铁(3)的位置设有接球盆(27)，所述接球盆(27)内填充有沙子。
CN201810010669.7A 2018-01-05 2018-01-05 一种自由落体运动实验装置 Withdrawn CN108154765A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810010669.7A CN108154765A (zh) 2018-01-05 2018-01-05 一种自由落体运动实验装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810010669.7A CN108154765A (zh) 2018-01-05 2018-01-05 一种自由落体运动实验装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108154765A true CN108154765A (zh) 2018-06-12

Family

ID=62460766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810010669.7A Withdrawn CN108154765A (zh) 2018-01-05 2018-01-05 一种自由落体运动实验装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108154765A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108806419A (zh) * 2018-06-21 2018-11-13 高硕阳 一种加速度检测装置
CN110580841A (zh) * 2019-09-26 2019-12-17 浙江师范大学行知学院 一种物理教学演示装置及方法
WO2023051425A1 (zh) * 2021-09-29 2023-04-06 中国人民解放军国防科技大学 自由落体实验机电控制系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2618366Y (zh) * 2003-05-14 2004-05-26 中国科学技术大学 一种多功能磁悬浮装置
CN2660622Y (zh) * 2003-07-24 2004-12-01 兖矿集团有限公司 无阻碍碰撞实验器
CN2924691Y (zh) * 2006-07-21 2007-07-18 王乐安 新型自由落体实验装置
CN101051425A (zh) * 2006-04-08 2007-10-10 司继颖 自吸式平抛运动实验器
CN200976231Y (zh) * 2006-11-27 2007-11-14 周刚云 一种自由落体测量仪
CN203631027U (zh) * 2013-10-12 2014-06-04 内蒙古民族大学 自由落体运动测定装置
CN205984040U (zh) * 2016-06-24 2017-02-22 黄北辰 一种学生物理实验用重力演示装置
CN206039999U (zh) * 2016-06-28 2017-03-22 陈叙言 一种用于测量重力加速度的实验装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2618366Y (zh) * 2003-05-14 2004-05-26 中国科学技术大学 一种多功能磁悬浮装置
CN2660622Y (zh) * 2003-07-24 2004-12-01 兖矿集团有限公司 无阻碍碰撞实验器
CN101051425A (zh) * 2006-04-08 2007-10-10 司继颖 自吸式平抛运动实验器
CN2924691Y (zh) * 2006-07-21 2007-07-18 王乐安 新型自由落体实验装置
CN200976231Y (zh) * 2006-11-27 2007-11-14 周刚云 一种自由落体测量仪
CN203631027U (zh) * 2013-10-12 2014-06-04 内蒙古民族大学 自由落体运动测定装置
CN205984040U (zh) * 2016-06-24 2017-02-22 黄北辰 一种学生物理实验用重力演示装置
CN206039999U (zh) * 2016-06-28 2017-03-22 陈叙言 一种用于测量重力加速度的实验装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108806419A (zh) * 2018-06-21 2018-11-13 高硕阳 一种加速度检测装置
CN110580841A (zh) * 2019-09-26 2019-12-17 浙江师范大学行知学院 一种物理教学演示装置及方法
WO2023051425A1 (zh) * 2021-09-29 2023-04-06 中国人民解放军国防科技大学 自由落体实验机电控制系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108154765A (zh) 一种自由落体运动实验装置
CN206039999U (zh) 一种用于测量重力加速度的实验装置
CN208384869U (zh) 一种教学用自由落体运动实验仪
CN209911145U (zh) 一种超低温冲击试验装置
CN201653854U (zh) 一种液体粘滞系数测定装置
CN108615440A (zh) 一种高度可调节的学生用自由落体实验机
CN203397581U (zh) 安培力实验器
CN209879918U (zh) 自由落体实验演示装置
CN201134177Y (zh) 一种平抛运动实验仪
CN209357315U (zh) 教学用单摆周期测量演示仪
CN108847093B (zh) 一种物理教学用斜抛运动实验演示装置
CN207866830U (zh) 血栓弹力图仪
CN202929183U (zh) 一种磁力测试装置
CN104318829A (zh) 基于霍尔效应的双数显单摆周期高精度同步测定装置
CN210571753U (zh) 一种压力测试设备
CN113240980B (zh) 一种重力加速度测量装置及其测量方法
CN208595908U (zh) 一种地下隧道施工设备
CN210719367U (zh) 一种螺纹钢米重负差测量装置
CN215769060U (zh) 一种重力加速度实时测试装置
CN206095520U (zh) 一种重心测量夹具
CN203179350U (zh) 一种单摆实验仪
CN103985294B (zh) 光电计时器的时间补偿装置
CN206818103U (zh) 一种壁厚测量装置
CN207558259U (zh) 高精度遥控单摆周期测量仪
CN214066077U (zh) 一种便于拆卸的机械测量仪器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20180612

WW01 Invention patent application withdrawn after publication