CN202003549U - 一种重力加速度实验仪 - Google Patents
一种重力加速度实验仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202003549U CN202003549U CN201120045146XU CN201120045146U CN202003549U CN 202003549 U CN202003549 U CN 202003549U CN 201120045146X U CN201120045146X U CN 201120045146XU CN 201120045146 U CN201120045146 U CN 201120045146U CN 202003549 U CN202003549 U CN 202003549U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pendulum
- acceleration
- swing ball
- lifting column
- motion bar
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种重力加速度实验仪，包括支撑架和摆球(12)；摆球(12)通过成20度到40度的两根摆线(11)悬挂在设于支撑架上方的横杆(9)上。所述的支撑架还包括升降柱和底座(1)；升降柱包括套管(5)、空套于套管(5)中的活动杆(7)与设于套管(5)上用于调整并锁紧活动杆(7)的锁紧旋钮(4)，所述套管(5)的底部固定在底座(1)上；所述的横杆(9)固定在活动杆(7)的上部。升降柱的活动杆(7)上设有用于测量摆长的刻度尺。所述本实用新型实施例的实现克服了摆球在摆动过程中出现的圆锥摆问题，减少了摆线长度测量过程中的人为误差，从而提高了所测得的重力加速度值的准确度。
Description
技术领域
本实用新型涉及物理实验教学领域，尤其涉及一种重力加速度实验仪。
背景技术
目前，在物理实验教学中大多使用单摆来测量重力加速度，其原理是：单摆在摆角小于5°时的振动是简谐运动，其固有周期为
由此可得
据此，只要测出摆长l和周期T，即可计算出当地的重力加速度g值。利用单摆来测量重力加速度的具体操作过程如下：
步骤一：将铁架固定在铁架台的上端，再将金属摆球通过一条细线固定在铁架上，并使摆球自然下垂，从而制成单摆；
步骤二：用游标卡尺测出摆球直径2r(摆球直径不大于0.01m，否则会出现较大误差)，再用米尺测出从悬点至摆球上端的悬线长l′(悬线长必须在0.08m至1.02m之间)，则该单摆的摆长l＝l′+r；
步骤三：把单摆从平衡位置拉开一个小角度(不大于5°)，使单摆在竖直平面内摆动，用秒表测量单摆完成n＝30次全振动所用的时间t，求出完成一次全振动所用的平均时间，这就是单摆的周期T＝t/n；
步骤四：将测出的摆长l和周期T代入公式
即可求出重力加速度g的值。
在上述利用单摆来测量重力加速度的过程中，发明人发现至少存在如下问题：
第一、当单摆从平衡位置拉开一个小角度需要释放摆球时，不能有横向作用的力，必须使单摆在一个竖直平面内摆动，否则就会使单摆出现圆锥摆现象，从而导致测得的周期值偏大，最终使得到的重力加速度值出现偏差；而且摆线越长，摆球出现圆锥摆的显现就越明显，在这种情况下所测得的重力加速度值的准确度就越低。
第二、在测量摆球摆线长度过程中，也往往会由于诸多人为因素而产生较大的测量误差，从而影响重力加速度值的测定。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种重力加速度实验仪，以便于克服摆球在摆动过程中出现的圆锥摆问题，并且减少了摆线长度测量过程中的人为误差，从而提高了所测得的重力加速度值的准确度。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种重力加速度实验仪，包括：支撑架和摆球12；所述的支撑架包括设于上方的横杆9，所述的摆球12通过成20度到40度的两根摆线11悬挂在横杆9上。
优选地，相应的支撑架还包括升降柱和底座1；所述的升降柱包括套管5、空套于套管5中的活动杆7与设于套管5上用于调整并锁紧活动杆7的锁紧旋钮4，所述套管5的底部固定在底座1上；所述的横杆9固定在活动杆7的上部。
优选地，相应的升降柱的活动杆7上设有用于测量摆长的刻度尺。
优选地，相应的底座1上设有用于调整支撑架倾斜状态的调平螺母2和气泡水平仪3。
优选地，还包括用于测量摆球12摆动周期的光电门14和计时计数器17；
所述的光电门14固定于底座1上；所述的计时计数器17与光电门14连接。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的重力加速度实验仪采用双线摆替代了单线摆进行摆动，从而克服了摆球12的圆锥摆现象；同时还采用了设有刻度尺的升降柱作为支撑架，当把横杆9固定在升降柱的合适位置后，可以通过升降柱上的刻度尺直接读出摆长，从而减少了摆长测量过程中大量引入人为误差，因而提高了所测得的重力加速度值的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
图1为本实用新型实施例提供的重力加速度实验仪的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型的保护范围。
下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述。
如图1所示，一种重力加速度实验仪，其具体结构可以包括：支撑架和摆球12；所述的支撑架包括设于上方的横杆9，摆球12通过成20度到40度的两根摆线11悬挂在横杆9上。
其中，相应的成20度到40度的两根摆线11为优选值；在实际生活中，这两根摆线11之间的角度与两根摆线11的长度有关，若摆线11较长则两根摆线11之间的角度需适当放大，若摆线11较短则两根摆线11之间的角度需适当减小，以整体摆长在0.09米至1.01米为宜；在保证摆长的基础上，两根摆线11之间的角度不能太小也不能太大，若小于10度则摆球12还会出现圆锥摆现象，若大于90则测量的重力加速度受摆线拉力的影响过大，误差增大，若角度再大摆球将无法正常摆动。
其中，相应的底座1上可以设有用于调整支撑架倾斜状态的调平螺母2和气泡水平仪3；当通过调节调平螺母2使气泡水平仪3的气泡处于气泡水平仪3的中间位置时，则该支撑架处于水平状态，可以开始测量重力加速度。
其中，相应的支撑架还可以包括升降柱和底座1；所述的升降柱可以包括套管5、空套于套管5中的活动杆7与设于套管5上用于调整并锁紧活动杆7的锁紧旋钮4，所述套管5的底部固定在底座1上；所述的横杆9固定在活动杆7的上部；
具体地，相应的升降柱的活动杆7上可以设有用于测量摆长的刻度尺：刻度尺的刻度值由活动杆7的上部向活动杆7的下部依次增大，当横杆9固定在活动杆7的上部后，横杆9下缘所对的活动杆7上的位置到每个刻度的距离应该等于该刻度的刻度值(最好在活动杆7指定一个位置来固定横杆7，以方便多次使用)；这样，摆球12中心所对的活动杆7的位置就是摆长。
除了上述的技术方案外，本实用新型实施例在具体实现过程中还可以包括用于测量摆球12摆动周期的光电门14和计时计数器17；所述的光电门14固定于底座1上，并使摆球12摆动轨迹的最低点处于光电门14处；所述的计时计数器17与光电门14连接，可实时读取摆动时间和摆动次数，进而计算出摆球12的摆动周期。在实际使用中，相应的使摆球12的摆动轨迹经过光电门14的最佳方案是：在摆球12上设置球心基准线13，在光电门14上设置光电门感光口基准线15，当摆球12静止并自然下垂时，若球心基准线13与光电门感光口基准线15处于同一高度，则摆球12摆动轨迹的最低点处于光电门14处。
实施例一
如图1所示，一种重力加速度实验仪，其具体结构可以包括：支撑架、摆球12、光电门14和计时计数器17；相应的支撑架可以包括横杆9、升降柱和底座1，相应的升降柱可以包括套管5、空套于套管5中的活动杆7与设于套管5上用于调整并锁紧活动杆7的锁紧旋钮4；所述套管5的底部和光电门14均固定在底座1上；所述的横杆9通过横杆固定旋钮8固定在活动杆7的上部；摆球12通过成20度到40度的两根摆线11悬挂在横杆9上，其中的摆线11通过摆线固定旋钮10固定在横杆9上；计时计数器17与光电门14连接，并通过电源插头16获取计时计数器17所需的电能。
其中，相应的底座1上设有用于调整支撑架倾斜状态的调平螺母2和气泡水平仪3；当通过调节调平螺母2使气泡水平仪3的气泡处于气泡水平仪3的中间位置时，则该支撑架处于水平状态，可以开始测量重力加速度。
其中，相应的升降柱的活动杆7上设有用于测量摆长的刻度尺和游标6：刻度尺的刻度值由活动杆7的上部向活动杆7的下部依次增大，当横杆9固定在活动杆7的上部后，横杆9下缘所对的活动杆7上的位置到每个刻度的距离应该等于该刻度的刻度值(最好在活动杆7指定一个位置来固定横杆7，以使两值相等)；这样，摆球12中心所对的活动杆7的位置就是摆长。
具体地，在实际使用中，相应的摆球12上设有球心基准线13，光电门14上设有光电门感光口基准线15，当摆球12静止并自然下垂时，球心基准线13与光电门感光口基准线15处于同一高度，从而保证摆球12摆动轨迹的最低点处于光电门14处。
进一步地，本实用新型实施例的具体操作方法如下：
步骤一，将底座1放在水平桌面上，调节调平螺母2使气泡水平仪3的气泡处于气泡水平仪3的中间位置，则表明该支撑架处于水平状态，可以开始测量重力加速度。
步骤二，调整横杆固定旋钮8将横杆9固定在活动杆7上部的指定位置，横杆9下缘所对的活动杆7上的位置到每个刻度的距离应该等于该刻度的刻度值。
步骤三，将一端固定有摆球12的两条摆线11分别通过两个摆线固定旋钮10固定在横杆9的不同位置，以使两条摆线11之间存在一定角度，也使摆球12自然下垂；然后，利用活动杆7上的刻度尺和游标6读出此时的摆长l1。
步骤四，调整球心基准线13与光电门感光口基准线15的位置，以使摆球12摆动轨迹的最低点处于光电门14处。
步骤五，在计时计数器17中输入摆球摆动的周期次数n，然后将摆球12拉开一个小于5°的角度，释放摆球12以使摆球12开始摆动，与光电门14相连的计时计数器17自动开始计时。在n个周期之后，计时计数器17中便会产生一个读数，这就是摆球n个周期所用的时间，除以摆动次数n，就可以得到摆球周期T1，然后记录下实验数据。
步骤六，调节锁紧旋钮4以调整升降柱的高度，相应的通过摆线固定旋钮10调整摆线11的长度，以使球心基准线13与光电门感光口基准线15仍处于同一高度；然后，利用活动杆7上的刻度尺和游标6读出此时的摆长l2。
步骤七，将计时计数器17的数据清零，并重复步骤五的操作，就可以得到摆长l2时摆球的周期T2。
步骤八，计算两次实验的摆长改变长度ΔL(ΔL＝|l2-l1|)，最后代人公式
即可求得此地的重力加速度。
本实用新型实施例的实现克服了摆球在摆动过程中出现的圆锥摆问题，减少了摆线长度测量过程中的人为误差，从而提高了所测得的重力加速度值的准确度。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种重力加速度实验仪，其特征在于，包括：支撑架和摆球(12)；所述的支撑架包括设于上方的横杆(9)，所述的摆球(12)通过成20度到40度的两根摆线(11)悬挂在横杆(9)上。
2.根据权利要求1所述的重力加速度实验仪，其特征在于，所述的支撑架还包括升降柱和底座(1)；
所述的升降柱包括套管(5)、空套于套管(5)中的活动杆(7)与设于套管(5)上用于调整并锁紧活动杆(7)的锁紧旋钮(4)，所述套管(5)的底部固定在底座(1)上；所述的横杆(9)固定在活动杆(7)的上部。
3.根据权利要求2所述的重力加速度实验仪，其特征在于，所述的升降柱的活动杆(7)上设有用于测量摆长的刻度尺。
4.根据权利要求2所述的重力加速度实验仪，其特征在于，所述的底座(1)上设有用于调整支撑架倾斜状态的调平螺母(2)和气泡水平仪(3)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的重力加速度实验仪，其特征在于，还包括用于测量摆球(12)摆动周期的光电门(14)和计时计数器(17)；
所述的光电门(14)固定于底座(1)上；所述的计时计数器(17)与光电门(14)连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201120045146XU CN202003549U (zh) | 2011-02-23 | 2011-02-23 | 一种重力加速度实验仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201120045146XU CN202003549U (zh) | 2011-02-23 | 2011-02-23 | 一种重力加速度实验仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202003549U true CN202003549U (zh) | 2011-10-05 |
Family
ID=44706282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201120045146XU Expired - Fee Related CN202003549U (zh) | 2011-02-23 | 2011-02-23 | 一种重力加速度实验仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202003549U (zh) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103217721A (zh) * | 2013-04-19 | 2013-07-24 | 无锡科技职业学院 | 一种重力加速度测量装置 |
| CN104020504A (zh) * | 2014-06-16 | 2014-09-03 | 四川大学 | 利用圆锥摆测量重力加速度的方法 |
| CN104020503A (zh) * | 2014-06-16 | 2014-09-03 | 四川大学 | 一种利用圆锥摆测量重力加速度方法 |
| CN104064077A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-24 | 南宁市第二中学 | 单摆实验仪 |
| CN104392643A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-03-04 | 福建省泉州市第七中学 | 振动模型振动数据采集器、演示仪、演示方法 |
| CN104867384A (zh) * | 2015-06-22 | 2015-08-26 | 湖南城市学院 | 一种使摆长精准的单摆实验用摆球 |
| CN105810052A (zh) * | 2016-05-05 | 2016-07-27 | 江苏苏威尔科技有限公司 | 单摆的运动规律实验器 |
| CN107369363A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-11-21 | 菏泽学院 | 一种重力加速度测量方法及装置 |
| CN107452258A (zh) * | 2017-09-22 | 2017-12-08 | 南京师范大学泰州学院 | 重力加速度的测量装置及方法 |
| CN108777105A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-11-09 | 余杰 | 一种重力加速度的物理教学演示装置 |
| CN110517564A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-29 | 诸暨市蓝了电子科技有限公司 | 单摆实验装置及单摆实验方法 |
| CN112505794A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-16 | 合肥工业大学 | 基于圆锥摆的智能重力加速度测量仪 |
| CN112885203A (zh) * | 2021-03-01 | 2021-06-01 | 河南大学 | 一种基于转动惯量的新型重力加速度测量装置 |
| CN113539025A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-10-22 | 上海应用技术大学 | 一种初值敏感型变距离磁力摆实验装置 |
-
2011
- 2011-02-23 CN CN201120045146XU patent/CN202003549U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103217721A (zh) * | 2013-04-19 | 2013-07-24 | 无锡科技职业学院 | 一种重力加速度测量装置 |
| CN104020504A (zh) * | 2014-06-16 | 2014-09-03 | 四川大学 | 利用圆锥摆测量重力加速度的方法 |
| CN104020503A (zh) * | 2014-06-16 | 2014-09-03 | 四川大学 | 一种利用圆锥摆测量重力加速度方法 |
| CN104064077A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-24 | 南宁市第二中学 | 单摆实验仪 |
| CN104392643A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-03-04 | 福建省泉州市第七中学 | 振动模型振动数据采集器、演示仪、演示方法 |
| CN104867384A (zh) * | 2015-06-22 | 2015-08-26 | 湖南城市学院 | 一种使摆长精准的单摆实验用摆球 |
| CN105810052A (zh) * | 2016-05-05 | 2016-07-27 | 江苏苏威尔科技有限公司 | 单摆的运动规律实验器 |
| CN107369363A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-11-21 | 菏泽学院 | 一种重力加速度测量方法及装置 |
| CN107452258A (zh) * | 2017-09-22 | 2017-12-08 | 南京师范大学泰州学院 | 重力加速度的测量装置及方法 |
| CN108777105A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-11-09 | 余杰 | 一种重力加速度的物理教学演示装置 |
| CN108777105B (zh) * | 2018-05-28 | 2020-05-26 | 温州骐铭电子设备有限公司 | 一种重力加速度的物理教学演示装置 |
| CN110517564A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-29 | 诸暨市蓝了电子科技有限公司 | 单摆实验装置及单摆实验方法 |
| CN112505794A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-16 | 合肥工业大学 | 基于圆锥摆的智能重力加速度测量仪 |
| CN112885203A (zh) * | 2021-03-01 | 2021-06-01 | 河南大学 | 一种基于转动惯量的新型重力加速度测量装置 |
| CN112885203B (zh) * | 2021-03-01 | 2022-04-22 | 河南大学 | 一种基于转动惯量的重力加速度测量装置 |
| CN113539025A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-10-22 | 上海应用技术大学 | 一种初值敏感型变距离磁力摆实验装置 |
| CN113539025B (zh) * | 2021-07-29 | 2022-11-01 | 上海应用技术大学 | 一种初值敏感型变距离磁力摆实验装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202003549U (zh) | 一种重力加速度实验仪 | |
| CN202066511U (zh) | 一种角度可调节的激光枪安装底座 | |
| CN203241019U (zh) | 平整度测试架 | |
| CN203910105U (zh) | 单摆实验仪 | |
| CN102637377B (zh) | 一种能测量重力加速度的转动惯量测试仪 | |
| CN207850385U (zh) | 一种用于水平仪的标志杆 | |
| CN204010434U (zh) | 双标尺复摆高精度测量重力加速度实验仪 | |
| CN203025195U (zh) | 便携式井下风速仪支架 | |
| CN203179350U (zh) | 一种单摆实验仪 | |
| CN207600396U (zh) | 一种轨道式标高测量仪 | |
| CN202547569U (zh) | 一种休止角快速测定仪 | |
| CN213396951U (zh) | 一种架空线长度测量装置 | |
| CN205156914U (zh) | 一种坡度测量仪 | |
| CN204516180U (zh) | 一种浮力演示仪 | |
| CN207636176U (zh) | 一种底部具有自平衡功能的电子衡器 | |
| CN203718322U (zh) | 一种可微调高度的百分表支架 | |
| CN209085601U (zh) | 倾斜测量装置 | |
| CN206075636U (zh) | 单摆的运动规律实验器 | |
| CN206362331U (zh) | 结构面产状测量仪器 | |
| CN206832193U (zh) | 可调节测试支架及测量系统 | |
| CN216697590U (zh) | 复摆可倒摆综合实验仪 | |
| CN104064077A (zh) | 单摆实验仪 | |
| CN110517564A (zh) | 单摆实验装置及单摆实验方法 | |
| CN104819900A (zh) | 十字形金属丝弹性模量测量装置与方法 | |
| CN203809970U (zh) | 一种测量仪器用支架 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20111005 Termination date: 20120223 |