CN109767674A - 一种重力加速度物理实验设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及实验设备技术领域，尤其为一种重力加速度物理实验设备，包括实验板，实验板上开设有四个呈矩阵式排列的通孔，实验板上设有四个螺杆，且每个螺杆均贯穿通孔，实验板的下方设有底座，每个螺杆的底端均底座之间紧密焊接，实验板上安装有收卷装置，实验板的中央位置开设有矩形口，矩形口内设有夹持机构，矩形口的外侧设有打点计时器，本发明通过在该实验设备上安装的收卷装置，实现了对实验物块进行回收复位的效果，且还通过在该实验设备上安装的夹持机构，从而实现了对实验物块的限位固定效果，避免了实验受人为因素干扰而致结论不准确的情况发生。

Description

一种重力加速度物理实验设备

技术领域

本发明涉及实验设备技术领域，具体为一种重力加速度物理实验设备。

背景技术

重力加速度是一个物体受重力作用的情况下所具有的加速度，也叫自由落体加速度，用g表示，方向竖直向下，其大小由多种方法可测定，在实验教学过程中，大多采用自由落体的方法来测定重力加速度，为了让学生更好的理解重力加速度的物理性质和意义，教师会通过实验装置来给学生们演示测定重力加速度实验。

现有的实验方式为通过砝码拉动小车带动纸带穿过打点计数器进而测出加速度，然而，这种测定方式测定速度较慢，每做完一组实验后，都需要教师或学生人工将小车复位并更换纸带，花费了教师或学生的大量实验时间，降低了教师演示实验的演示效率，不利于学生的快速理解和学习重力加速度的物理性质和意义；且在实验开始前，需要师生手动拉紧纸带的末端，实验结构易受人为因素干扰，鉴于此，我们提出一种重力加速度物理实验设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种重力加速度物理实验设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种重力加速度物理实验设备，包括实验板，所述实验板上开设有四个呈矩阵式排列的通孔，所述实验板上设有四个螺杆，且每个所述螺杆均贯穿通孔，所述实验板的下方设有底座，每个所述螺杆的底端均底座之间紧密焊接，所述实验板上安装有收卷装置，所述实验板的中央位置开设有矩形口，所述矩形口内设有夹持机构，所述矩形口的左侧内壁上开设有第一滑槽，所述矩形口的右侧内壁上开设有第二滑槽，所述第二滑槽的上下槽壁上均开设有第一凹槽，所述矩形口的内部安装有衔接板，所述衔接板的两端均与矩形口的内壁之间紧密粘接，所述衔接板上开设有第三滑槽，且所述第三滑槽的上下槽壁上均开设有第二凹槽，所述第一滑槽、第二滑槽与第三滑槽处于同一水平面上，所述矩形口的外侧设有打点计时器。

作为优选，所述收卷装置包括转动电机，所述转动电机的底端与实验板的上表面之间紧密粘接，所述转动电机的输出轴上紧密粘接有转轴，所述转轴上粘接有条框，正对所述转轴的位置设有滚筒，所述滚筒上安装有支架，所述支架的底端与实验板之间紧密粘接，且所述支架的一端粘接有第二限位环，所述滚筒套接于支架的水平段上。

作为优选，所述夹持机构包括第一夹持板，所述第一夹持板上开设有第一弧形槽，正对所述第一夹持板的位置设有第二夹持板，且所述第二夹持板上开设有第二弧形槽，所述第二弧形槽与第一弧形槽之间位置对应且尺寸大小相等，所述第一夹持板的右侧壁上粘接有第一活动板，所述第二夹持板的右侧壁上粘接有第二活动板，所述第一活动板与第二活动板的上下两侧壁上均紧密粘接有凸起件。

作为优选，所述第一活动板与第二活动板的侧壁上均粘接有若干呈线性等距排列的锯齿，且所述第一活动板与第二活动板上的锯齿之间位置对应，所述第一夹持板贯穿第三滑槽，所述第一活动板嵌设于第二滑槽内，且所述第一活动板上的凸起件嵌设于第一凹槽内，所述第二活动板嵌设于第三滑槽内，所述第二活动板上的凸起件嵌设于第二凹槽内，所述第一夹持板与第二夹持板的左侧壁上均粘接有滑块，每个所述滑块均嵌设于第一滑槽内，两个所述滑块之间连接有回位弹簧，所述第一活动板与第二活动板之间安装有齿轮，所述齿轮上的轮齿分别与第一活动板及第二活动板上的锯齿之间互相啮合，所述齿轮上设有旋钮。

作为优选，所述衔接板的右侧壁与矩形口右侧壁之间的间距小于旋钮的直径。

作为优选，每个所述螺杆的顶端均紧密焊接有第一限位环，且每个所述第一限位环的直径均大于通孔的直径。

作为优选，每个所述螺杆上均螺纹连接有限位螺母，且每个所述限位螺母内环直径均大于通孔的直径。

作为优选，所述支架呈L型，且所述第二限位环的直径大于滚筒内部穿孔的直径。

作为优选，所述底座上开设有矩形槽，所述矩形槽的内部粘接有尼龙网。

作为优选，所述底座上粘接有标尺，且所述标尺位于实验板的右侧，所述实验板上安装有指针，所述指针正对标尺。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过在该实验设备上安装的收卷装置，从而可实现对实验物块进行回收复位的效果，避免了师生每次实验过后花取时间收拾实验物块的情况发生；

2、本发明通过在该实验设备上安装的夹持机构，从而实现了对实验物块的限位固定效果，避免了实验受人为因素干扰而致结论不准确的情况发生；

3、本发明通过在该实验设备上安装的实验板与螺杆，从而可实现调节实验板高度的效果，避免了实验单一没有对比性的问题出现。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中实验板的爆炸示意图；

图3为本发明中底座的结构示意图；

图4为本发明中螺杆的结构示意图；

图5为本发明中收卷装置的爆炸示意图；

图6为本发明中夹持机构的爆炸示意图。

图中：实验板1、通孔11、矩形口12、第一滑槽13、第二滑槽14、第一凹槽141、衔接板15、第三滑槽150、第二凹槽151、指针16、底座2、矩形槽21、尼龙网22、标尺23、螺杆3、第一限位环31、限位螺母32、收卷装置4、转动电机41、转轴42、条框421、滚筒43、支架44、第二限位环441、夹持机构5、第一夹持板51、第一弧形槽511、第二夹持板52、第二弧形槽521、第一活动板53、凸起件54、锯齿55、第二活动板56、滑块57、回位弹簧58、齿轮59、旋钮591、打点计时器6。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：

一种重力加速度物理实验设备，如图1-2所示，包括实验板1，实验板1上开设有四个呈矩阵式排列的通孔11，实验板1上设有四个螺杆3，且每个螺杆3均贯穿通孔11，实验板1的下方设有底座2，每个螺杆3的底端均底座2之间紧密焊接，实验板1上安装有收卷装置4，实验板1的中央位置开设有矩形口12，矩形口12内设有夹持机构5，矩形口12的左侧内壁上开设有第一滑槽13，矩形口12的右侧内壁上开设有第二滑槽14，第二滑槽14的上下槽壁上均开设有第一凹槽141，矩形口12的内部安装有衔接板15，衔接板15的两端均与矩形口12的内壁之间紧密粘接，衔接板15上开设有第三滑槽150，且第三滑槽150的上下槽壁上均开设有第二凹槽151，第一滑槽13、第二滑槽14与第三滑槽150处于同一水平面上，矩形口12的外侧设有打点计时器6。

本实施例中，衔接板15的右侧壁与矩形口12右侧壁之间的间距小于旋钮591的直径，从而实现了旋钮591对齿轮59的限位效果，避免了齿轮59滑落导致齿轮59脱离与锯齿55之间互相啮合的情况发生。

本实施例中，打点计时器6采用的是江苏顺和教学仪器有限公司生产的J0207型电火花打点计时器，其配套的电路和电源也由该厂家提供；此外，本发明中涉及到打点计时器6为现有技术，本领域的技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对打点计时器6的结构和工作原理的改进。

如图3所示，底座2上开设有矩形槽21，矩形槽21的内部粘接有尼龙网22，底座2上粘接有标尺23，且标尺23位于实验板1的右侧，实验板1上安装有指针16，指针16正对标尺23。

本实施例中，由于标尺23位于实验板1的右侧，从而避免了调节实验板1高度时，二者之间互相冲突的情况发生，且实现了测量实验板1与底座2之间间距的效果。

进一步的，根据尼龙网22自身特性，可实现在实验物块落到底座2时，对实验物块起到缓冲的效果。

如图4所示，每个螺杆3的顶端均紧密焊接有第一限位环31，且每个第一限位环31的直径均大于通孔11的直径，每个螺杆3上均螺纹连接有限位螺母32，且每个限位螺母32内环直径均大于通孔11的直径。

本实施例中，由于每个第一限位环31的尺寸大于通孔11的尺寸，从而可实现对实验板1进行限位的效果，避免实验板1脱离螺杆3的情况发生。

本实施例中，由于每个限位螺母32内环直径均大于通孔11的直径从而可实现在调节实验板1高度后，限位螺母32对实验板1进行限位固定的效果。

如图5所示，收卷装置4包括转动电机41，转动电机41的底端与实验板1的上表面之间紧密粘接，转动电机41的输出轴上紧密粘接有转轴42，转轴42上粘接有条框421，正对转轴42的位置设有滚筒43，滚筒43上安装有支架44，支架44的底端与实验板1之间紧密粘接，且支架44的一端粘接有第二限位环441，滚筒43套接于支架44的水平段上。

本实施例中，支架44呈L型，且第二限位环441的直径大于滚筒43内部穿孔的直径，从而可实现第二限位环441对滚筒43进行限位的效果。

本实施例中，转动电机41通过导线与外界电源相连接，转动电机41采用的是乐清市天力电机有限公司生产的M590-502型单相异步电动机，其配套的电路和电源也由该厂家提供；此外，本发明中涉及到转动电机41为现有技术，本领域的技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对转动电机41的结构和工作原理的改进。

如图6所示，夹持机构5包括第一夹持板51，第一夹持板51上开设有第一弧形槽511，正对第一夹持板51的位置设有第二夹持板52，且第二夹持板52上开设有第二弧形槽521，第二弧形槽521与第一弧形槽511之间位置对应且尺寸大小相等，且实验物块放置于第二弧形槽521与第一弧形槽511之间的位置，第一夹持板51的右侧壁上粘接有第一活动板53，第二夹持板52的右侧壁上粘接有第二活动板56，第一活动板53与第二活动板56的上下两侧壁上均紧密粘接有凸起件54，第一活动板53与第二活动板56的侧壁上均粘接有若干呈线性等距排列的锯齿55，且第一活动板53与第二活动板56上的锯齿55之间位置对应，第一夹持板51贯穿第三滑槽150，第一活动板53嵌设于第二滑槽14内，且第一活动板53上的凸起件54嵌设于第一凹槽141内，第二活动板56嵌设于第三滑槽150内，第二活动板56上的凸起件54嵌设于第二凹槽151内，第一夹持板51与第二夹持板52的左侧壁上均粘接有滑块57，每个滑块57均嵌设于第一滑槽13内，两个滑块57之间连接有回位弹簧58，第一活动板53与第二活动板56之间安装有齿轮59，齿轮59上的轮齿分别与第一活动板53及第二活动板56上的锯齿55之间互相啮合，齿轮59上设有旋钮591。

本实施例中，第一活动板53和滑块57分别嵌设于第二滑槽14和第一滑槽13内，且第一夹持板51分别与第一活动板53及滑块57之间固定连接，从而实现了第一夹持板51在矩形口12内自由滑动的效果。

进一步的，第二活动板56和滑块57分别嵌设于第三滑槽150和第一滑槽13内，且第二夹持板52分别与第二活动板56及滑块57之间固定连接，可实现第二夹持板52在矩形口12内自由滑动的效果。

进一步的，第一活动板53与第二活动板56上的凸起件54分别嵌设于第一凹槽141和第二凹槽151内，从而可实现对第一活动板53与第二活动板56的限位效果。

本实施例中，由于齿轮59上的轮齿分别与第一活动板53及第二活动板56上的锯齿55之间互相啮合，且第一活动板53及第二活动板56上的锯齿55之间位置对应，从而可实现转动齿轮59的同时，第一活动板53及第二活动板56反向移动的效果。

本实施例的重力加速度物理实验设备在使用前，首先转动旋钮591，随着旋钮591的转动，而带动第一活动板53及第二活动板56反向移动，与此同时第一夹持板51与第二夹持板52上的滑块57也随之反向移动，导致两个滑块57之间的回位弹簧58被拉伸，最终第一夹持板51与第二夹持板52呈张开状，随后将实验物块放置在第一弧形槽511与第二弧形槽521之间，松开旋钮591，在回位弹簧58的拉力作用下，第一夹持板51与第二夹持板52相向移动进行复位，实验物块与第一弧形槽511及第二弧形槽521的槽壁之间产生作用力，实验物块在第一夹持板51与第二夹持板52之间的挤压作用力下被固定，当实验开始后，只需反向转动旋钮591，实验物块立即在自身重力作用下下落；

当实验物块放置完毕后，将实验用纸带的一端粘在实验物块上，实验用纸带穿过打点计时器6并绕过滚筒43，且实验用纸带的另一端系在条框421内，随后将打点计时器6接通外界电源，实验物块下落的同时，实验用纸带随实验物块一并下落，纸带经打点计时器6的打点，最终纸带上留下一排黑点，随后关闭打点计时器6；

实验结束后，将转动电机41接通外界电源，转动电机41转动带动转轴42同步转动，纸带迅速收卷缠绕在转轴42上，进而带动了实验物块上移，节省了每次实验后捡起实验物块的时间，且由于纸带系在条框421上的关系，只需剪断实验物块与纸带的连接部，便可将纸带从转轴42上抽出，通过计算分析黑点之间的间距即可得出结论，另外可通过转动限位螺母32，从而实现对实验板1进行高度调节的效果，使实验多样化且前后可加以对比，帮助学生理解。

以上显示和描述了本发明的基本原理、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仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，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 (10)

1.一种重力加速度物理实验设备，包括实验板(1)，其特征在于：所述实验板(1)上开设有四个呈矩阵式排列的通孔(11)，所述实验板(1)上设有四个螺杆(3)，且每个所述螺杆(3)均贯穿通孔(11)，所述实验板(1)的下方设有底座(2)，每个所述螺杆(3)的底端均底座(2)之间紧密焊接，所述实验板(1)上安装有收卷装置(4)，所述实验板(1)的中央位置开设有矩形口(12)，所述矩形口(12)内设有夹持机构(5)，所述矩形口(12)的左侧内壁上开设有第一滑槽(13)，所述矩形口(12)的右侧内壁上开设有第二滑槽(14)，所述第二滑槽(14)的上下槽壁上均开设有第一凹槽(141)，所述矩形口(12)的内部安装有衔接板(15)，所述衔接板(15)的两端均与矩形口(12)的内壁之间紧密粘接，所述衔接板(15)上开设有第三滑槽(150)，且所述第三滑槽(150)的上下槽壁上均开设有第二凹槽(151)，所述第一滑槽(13)、第二滑槽(14)与第三滑槽(150)处于同一水平面上，所述矩形口(12)的外侧设有打点计时器(6)。

2.根据权利要求1所述的重力加速度物理实验设备，其特征在于：所述收卷装置(4)包括转动电机(41)，所述转动电机(41)的底端与实验板(1)的上表面之间紧密粘接，所述转动电机(41)的输出轴上紧密粘接有转轴(42)，所述转轴(42)上粘接有条框(421)，正对所述转轴(42)的位置设有滚筒(43)，所述滚筒(43)上安装有支架(44)，所述支架(44)的底端与实验板(1)之间紧密粘接，且所述支架(44)的一端粘接有第二限位环(441)，所述滚筒(43)套接于支架(44)的水平段上。

3.根据权利要求2所述的重力加速度物理实验设备，其特征在于：所述夹持机构(5)包括第一夹持板(51)，所述第一夹持板(51)上开设有第一弧形槽(511)，正对所述第一夹持板(51)的位置设有第二夹持板(52)，且所述第二夹持板(52)上开设有第二弧形槽(521)，所述第二弧形槽(521)与第一弧形槽(511)之间位置对应且尺寸大小相等，所述第一夹持板(51)的右侧壁上粘接有第一活动板(53)，所述第二夹持板(52)的右侧壁上粘接有第二活动板(56)，所述第一活动板(53)与第二活动板(56)的上下两侧壁上均紧密粘接有凸起件(54)。

4.根据权利要求3所述的重力加速度物理实验设备，其特征在于：所述第一活动板(53)与第二活动板(56)的侧壁上均粘接有若干呈线性等距排列的锯齿(55)，且所述第一活动板(53)与第二活动板(56)上的锯齿(55)之间位置对应，所述第一夹持板(51)贯穿第三滑槽(150)，所述第一活动板(53)嵌设于第二滑槽(14)内，且所述第一活动板(53)上的凸起件(54)嵌设于第一凹槽(141)内，所述第二活动板(56)嵌设于第三滑槽(150)内，所述第二活动板(56)上的凸起件(54)嵌设于第二凹槽(151)内，所述第一夹持板(51)与第二夹持板(52)的左侧壁上均粘接有滑块(57)，每个所述滑块(57)均嵌设于第一滑槽(13)内，两个所述滑块(57)之间连接有回位弹簧(58)，所述第一活动板(53)与第二活动板(56)之间安装有齿轮(59)，所述齿轮(59)上的轮齿分别与第一活动板(53)及第二活动板(56)上的锯齿(55)之间互相啮合，所述齿轮(59)上设有旋钮(591)。

5.根据权利要求4所述的重力加速度物理实验设备，其特征在于：所述衔接板(15)的右侧壁与矩形口(12)右侧壁之间的间距小于旋钮(591)的直径。

6.根据权利要求5所述的重力加速度物理实验设备，其特征在于：每个所述螺杆(3)的顶端均紧密焊接有第一限位环(31)，且每个所述第一限位环(31)的直径均大于通孔(11)的直径。

7.根据权利要求6所述的重力加速度物理实验设备，其特征在于：每个所述螺杆(3)上均螺纹连接有限位螺母(32)，且每个所述限位螺母(32)内环直径均大于通孔(11)的直径。

8.根据权利要求7所述的重力加速度物理实验设备，其特征在于：所述支架(44)呈L型，且所述第二限位环(441)的直径大于滚筒(43)内部穿孔的直径。

9.根据权利要求8所述的重力加速度物理实验设备，其特征在于：所述底座(2)上开设有矩形槽(21)，所述矩形槽(21)的内部粘接有尼龙网(22)。

10.根据权利要求9所述的重力加速度物理实验设备，其特征在于：所述底座(2)上粘接有标尺(23)，且所述标尺(23)位于实验板(1)的右侧，所述实验板(1)上安装有指针(16)，所述指针(16)正对标尺(23)。