CN112085993A - 一种物理机械能守恒实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物理机械能守恒实验装置，包括圆形壳、内环和电磁铁，所述内环设置于圆形壳内部，圆形壳的外圈上设有条形口，内环上安装有布线管，电磁铁安装于布线管上，圆形壳的中心处安装有轴杆，轴杆上捆绑固定有摆线，摆线一端安装有金属球，金属球吸附固定于电磁铁上，圆形壳的外壁面正对于轴杆处镶嵌式安装有密封轴承，密封轴承的内环中安装有调节杆，调节杆位于圆形壳内部的一端上垂直安装有支撑杆，支撑杆下端安装有光电门。本发明结构简单，能快速的调整电磁铁的位置，从而能测试不同高度金属球摆动后的情况，且能在外部快速的调整光电门的位置，无需一次测试进行一次抽气，大大的节省了步骤，增加了效率。
Description
技术领域
本发明涉及实验装置技术领域，具体涉及一种物理机械能守恒实验装置。
背景技术
物理实验装置，是一种通过演示或者亲手操作的方式来验证物理规律的一种装置，通过物理实验装置进行验证，不仅能够加深学生对物理的理解，提高学生对物理学习的兴趣，而且使得物理知识更具备说服力。
目前，专利CN206819614U公开了一种高中物理机械能守恒实验装置，包括半圆形透明真空试验箱，所述半圆形透明真空试验箱内顶部设置半圆形挂环，所述半圆形挂环连接摆线，所述摆线底端连接磁性钢球；所述半圆形透明真空试验箱内部右侧壁固定安装电磁铁装置；所述半圆形透明真空试验箱内部右侧壁的电磁铁装置下面沿半圆形透明真空试验箱内壁固定设置弧形轨道，所述弧形轨道上设置光电门测速装置。
但是上述的专利不能改变电磁铁装置的位置，使得只能测试一个高度掉落钢球后的情况，实验数据较少，且虽然上述装置是真空的，但是在一次测试结束后，需要打开密封门，造成外部的空气进入试验箱内部，使得后续的测试需要不断的进行抽气，非常的麻烦，同时对光电门位置的调整也麻烦。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种物理机械能守恒实验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种物理机械能守恒实验装置，包括圆形壳、内环和电磁铁，所述内环设置于圆形壳内部，内环的外圈上安装有橡胶层，橡胶层的外圈面和圆形壳的内壁面相抵，圆形壳的外圈上设有条形口，内环上安装有布线管，布线管一端穿过条形口延伸至外界，并安装有锁紧筒，锁紧筒上安装有控制电磁铁的开关，电磁铁安装于布线管位于圆形壳内部的一端上，圆形壳的中心处安装有轴杆，轴杆上捆绑固定有摆线，摆线一端安装有金属球，金属球吸附固定于电磁铁上，圆形壳的外壁面正对于轴杆处镶嵌式安装有密封轴承，密封轴承的内环中安装有调节杆，调节杆一端延伸至圆形壳中，并设有一插槽，调节杆一端通过插槽套设于轴杆上，调节杆位于圆形壳内部的一端上垂直安装有支撑杆，支撑杆下端安装有光电门，调节杆另一端设置于外界，并安装有固定机构，条形口通过橡胶圈和内环密封。
作为优选的技术方案，固定机构包括旋转杆和手拧螺栓，旋转杆安装于调节杆位于外界的一端上，旋转杆和圆形壳的外壁面之间平行设置，旋转杆远离调节杆的一端上设有螺丝孔，手拧螺栓螺纹连接与螺丝孔中，手拧螺栓一端与圆形壳的外壁面相抵，旋转杆通过手拧螺栓锁紧固定于圆形壳上。
作为优选的技术方案，布线管的外壁面上设有外螺纹，锁紧筒的内壁面上设有内螺纹，锁紧筒通过内螺纹与布线管上的外螺纹啮合连接，锁紧筒的一端与环形壳的外圈面相抵，电磁铁和布线管通过锁紧筒锁紧固定于圆形壳上，锁紧筒的外壁面上设有布线孔，电磁铁的输入端上安装有导线，导线一端穿过布线管和布线孔与外界的开关连接，开关另一端安装有电源线，电源线一端安装有插头。
作为优选的技术方案，调节杆位于环形壳内部外壁面上设有与插槽连通的第一布线通道，调节杆外侧的端面上设有第二布线通道，第二布线通道中安装有密封圈。
作为优选的技术方案，圆形壳的外壁面上安装有抽气管，抽气管上安装有阀门。
作为优选的技术方案，条形口约占圆形壳外圈的8/10。
作为优选的技术方案，环形壳的外壁面上开设有一用于取出金属球的通孔，该通孔内可螺纹连接一带手柄的密封门。
本发明的有益效果是：本发明结构简单，能快速的调整电磁铁的位置，从而能测试不同高度金属球摆动后的情况，且能在外部快速的调整光电门的位置，可以验证金属球在任意高度时的机械能守恒，同时以上的操作不会造成外部空气的进入，无需一次测试进行一次抽气，大大的节省了步骤，增加了效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1中A-A处局部剖视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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装置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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1和图2所示，本发明的一种物理机械能守恒实验装置，包括圆形壳1、内环3和电磁铁4，所述内环3设置于圆形壳1内部，内环3的外圈上安装有橡胶层2，橡胶层2的外圈面和圆形壳1的内壁面相抵，圆形壳1的外圈上设有条形口18，内环3上安装有布线管15，布线管15一端穿过条形口18延伸至外界，并安装有锁紧筒13，锁紧筒13上安装有控制电磁铁的开关12，电磁铁4安装于布线管15位于圆形壳1内部的一端上，圆形壳1的中心处安装有轴杆6，轴杆6上捆绑固定有摆线5，摆线5一端安装有金属球9，金属球9吸附固定于电磁铁4上，圆形壳1的外壁面正对于轴杆处镶嵌式安装有密封轴承23，密封轴承23的内环中安装有调节杆7，调节杆7一端延伸至圆形壳1中，并设有一插槽，调节杆7一端通过插槽套设于轴杆6上，调节杆7位于圆形壳1内部的一端上垂直安装有支撑杆8，支撑杆8下端安装有光电门10，调节杆7另一端设置于外界，并安装有固定机构。
本实施例中，固定机构包括旋转杆24和手拧螺栓19，旋转杆24安装于调节杆7位于外界的一端上，旋转杆24和圆形壳1的外壁面之间平行设置，旋转杆24远离调节杆7的一端上设有螺丝孔，手拧螺栓19螺纹连接与螺丝孔中，手拧螺栓19一端与圆形壳1的外壁面相抵，旋转杆24通过手拧螺栓19锁紧固定于圆形壳1上。
本实施例中，布线管15的外壁面上设有外螺纹，锁紧筒13的内壁面上设有内螺纹，锁紧筒13通过内螺纹与布线管15上的外螺纹啮合连接，锁紧筒13的一端与环形壳1的外圈面相抵，电磁铁4和布线管15通过锁紧筒13锁紧固定于圆形壳1上，锁紧筒13的外壁面上设有布线孔，电磁铁4的输入端上安装有导线14，导线14一端穿过布线管15和布线孔与外界的开关连接，开关12另一端安装有电源线，电源线一端安装有插头，使用时，将插头插入外部电源中，使电磁铁能通电。
本实施例中，调节杆7位于环形壳1内部外壁面上设有与插槽连通的第一布线通道，调节杆7外侧的端面上设有第二布线通道21，第二布线通道21中安装有密封圈22。
本实施例中，圆形壳1的外壁面上安装有抽气管16，抽气管16上安装有阀门17。
本实施例中，条形口约占圆形壳外圈的8/10，从而电磁铁能沿着条形口任意的转动，增加了调整范围。
其中，与光电门连接的导线顺着第一布线通道和第二布线通道延伸至外界，并与显示器连接，从而能知道金属球经过时的速度，导线和第二布线通道之间的缝隙通过密封圈密封，避免了外部空气的进入。
本实施例中，环形壳1的外壁面上开设有一用于取出金属球的通孔，该通孔内可螺纹连接一带手柄的密封门。
本具体实施使用时，通过抽气管将内部的空气抽出，使内部处于真空状态，这时，拧送锁紧筒，使内环能转动，内环的移动带动了电磁铁，当电磁铁与金属球接触后，通过开关启动电磁铁，从而将金属球吸附固定，这时，再次的移动内环，直至使金属球抬至一定的高度，完成后，通过锁紧筒将内环锁紧，并关闭开关，使金属球在该高度快速的呈弧形轨道摆动，并经过光电门，通过光电门能知道其速度，通过以上所述，能知道在密封的状态下，内部的电磁铁能移动，从而能改变金属球测试的高度，增加了实验的精准度和范围。
其中，光电门也能在圆形壳内部密封的状态下进行位置的改变，调整时，拧送手拧螺栓，并转动旋转杆，旋转杆的旋转带动了调节杆，调节杆的旋转带动了支撑杆和光电门，使光电门以轴杆为中心的转动，从而有效的调整光电门的位置，完成后，重新的通过手拧螺栓锁紧固定，其中，光电门的位置和金属球的弧形轨道正对设置。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种物理机械能守恒实验装置，其特征在于：包括圆形壳(1)、内环(3)和电磁铁(4)，所述内环(3)设置于圆形壳(1)内部，内环(3)的外圈上安装有橡胶层(2)，橡胶层(2)的外圈面和圆形壳(1)的内壁面相抵，圆形壳(1)的外圈上设有条形口(18)，内环(3)上安装有布线管(15)，布线管(15)一端穿过条形口(18)延伸至外界，并安装有锁紧筒(13)，锁紧筒(13)上安装有控制电磁铁的开关(12)，电磁铁(4)安装于布线管(15)位于圆形壳(1)内部的一端上，圆形壳(1)的中心处安装有轴杆(6)，轴杆(6)上捆绑固定有摆线(5)，摆线(5)一端安装有金属球(9)，金属球(9)吸附固定于电磁铁(4)上，圆形壳(1)的外壁面正对于轴杆处镶嵌式安装有密封轴承(23)，密封轴承(23)的内环中安装有调节杆(7)，调节杆(7)一端延伸至圆形壳(1)中，并设有一插槽，调节杆(7)一端通过插槽套设于轴杆(6)上，调节杆(7)位于圆形壳(1)内部的一端上垂直安装有支撑杆(8)，支撑杆(8)下端安装有光电门(10)，调节杆(7)另一端设置于外界，并安装有固定机构。
2.根据权利要求1所述的物理机械能守恒实验装置，其特征在于：固定机构包括旋转杆(24)和手拧螺栓(19)，旋转杆(24)安装于调节杆(7)位于外界的一端上，旋转杆(24)和圆形壳(1)的外壁面之间平行设置，旋转杆(24)远离调节杆(7)的一端上设有螺丝孔，手拧螺栓(19)螺纹连接与螺丝孔中，手拧螺栓(19)一端与圆形壳(1)的外壁面相抵，旋转杆(24)通过手拧螺栓(19)锁紧固定于圆形壳(1)上。
3.根据权利要求1所述的物理机械能守恒实验装置，其特征在于：布线管(15)的外壁面上设有外螺纹，锁紧筒(13)的内壁面上设有内螺纹，锁紧筒(13)通过内螺纹与布线管(15)上的外螺纹啮合连接，锁紧筒(13)的一端与环形壳(1)的外圈面相抵，电磁铁(4)和布线管(15)通过锁紧筒(13)锁紧固定于圆形壳(1)上，锁紧筒(13)的外壁面上设有布线孔，电磁铁(4)的输入端上安装有导线(14)，导线(14)一端穿过布线管(15)和布线孔与外界的开关连接，开关(12)另一端安装有电源线，电源线一端安装有插头。
4.根据权利要求1所述的物理机械能守恒实验装置，其特征在于：调节杆(7)位于环形壳(1)内部外壁面上设有与插槽连通的第一布线通道，调节杆(7)外侧的端面上设有第二布线通道(21)，第二布线通道(21)中安装有密封圈(22)。
5.根据权利要求1所述的物理机械能守恒实验装置，其特征在于：圆形壳(1)的外壁面上安装有抽气管(16)，抽气管(16)上安装有阀门(17)。
6.根据权利要求1所述的物理机械能守恒实验装置，其特征在于：条形口(18)占圆形壳外圈的8/10。
7.根据权利要求1所述的物理机械能守恒实验装置，其特征在于：环形壳(1)的外壁面上开设有一用于取出金属球的通孔，该通孔内可螺纹连接一带手柄的密封门。
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