CN202711544U - 重力加速度实验装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及物理实验装置领域，具体涉及一种重力加速度实验装置和系统。重力加速度实验装置，包括：支撑架、紧固件、微动开关、电源开关、计时器和底座；所述支撑架、微动开关、电源开关和计时器均设置在所述底座上；其中，所述支撑架的高度方向与水平面垂直；所述紧固件设置在所述支撑架上；所述电源开关分别与所述紧固件和所述计时器连接；所述微动开关设置在所述紧固件的正下方，且与所述计时器连接。本实用新型提供的重力加速度实验装置和系统，能够缩短测试重力加速度的实验时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及物理实验装置领域，具体涉及一种重力加速度实验装置和系统。
背景技术
现有技术中测试重力加速度一般使用单摆测试，实验装置包括细线、带孔的金属小球、铁夹、铁架台和秒表；在细线的一端打一个比金属小球上的孔大的结，将细线穿过金属小球上的孔做成一个单摆，将该单摆通过铁夹固定在铁架台上，将铁架台放置在桌边使铁夹伸出桌面，令单摆自由下垂；使用游标卡尺测量出小球的直径记为d;使用米尺测量金属小球悬点到小球上端的距离记为l;将金属小球偏移其中垂线5-8度在竖直平面内进行自由摆动，并且使用秒表记录金属小球完成30-50次全振动用的时间T;求出金属小球每次全振动所用的平均时间t=T/c;其中c为在T时间内金属小球所做的全振动的次数；根据公式g=4л2L/t2求得重力加速度，其中L=d/2+l。
使用现有技术中的实验装置测试重力加速度时，需要一个人看表一个人记录单摆全振动的次数，操作比较复杂，而且在计算单摆的全振动次数和利用单摆计时容易出现差错，往往需要多次重复操作才能有一次实验成功，因此使用现有技术中的重力加速度实验装置测试重力加速度时需要花费比较长的时间。
实用新型内容
本实用新型提供的重力加速度实验装置和系统，能够缩短测试重力加速度的实验时间。
本实用新型的技术方案是这样实现的，重力加速度实验装置，包括：
支撑架、紧固件、微动开关、电源开关、计时器和底座；
所述支撑架、微动开关、电源开关和计时器均设置在所述底座上；
其中，所述支撑架的高度方向与水平面垂直；
所述紧固件设置在所述支撑架上；
所述电源开关分别与所述紧固件和所述计时器连接；
所述微动开关设置在所述紧固件的正下方，且与所述计时器连接。
优选地，
所述紧固件为电磁铁；
或
所述紧固件为机械夹。
优选地，所述计时器为电子秒表计时器。
优选地，所述紧固件通过连接件设置在所述支撑架上。
优选地，所述连接件上设置有用于调节紧固件在支撑架上的位置的高度调节件。
优选地，所述高度调节件包括固定环和螺栓；
所述固定环套在所述支撑架上，且其形状与支撑架的横截面的形状吻合；
所述固定环上设置有螺孔；所述螺栓穿过所述螺孔并抵住所述支撑架。
优选地，所述支撑架上设置有刻度，且其最底部的刻度与微动开关的上表面所处的平面齐平，所述最底部的刻度与支撑架上的最顶部的刻度之间的距离为0.8-1.2米。
重力加速度实验系统，包括铁块和所述的重力加速度实验装置；
其中所述铁块能够通过所述紧固件固定在所述支撑架上。
通过本实用新型提供的重力加速度实验装置和系统，能够达到以下有益效果：
本实用新型中的重力加速度实验装置，包括：支撑架、紧固件、微动开关、电源开关、计时器和底座；所述支撑架、微动开关、电源开关和计时器均设置在所述底座上；其中，所述支撑架的高度方向与水平面垂直；所述紧固件固定在所述支撑架上；所述电源开关分别与所述紧固件和所述计时器连接；所述微动开关设置在所述紧固件的正下方，且与所述计时器连接；在重力加速度的测速系统中还包括铁块；在测试重力加速度的过程中，接通电源开关通过紧固件将铁块固定在支撑架上；然后关闭电源开关控制铁块从紧固件上掉落，关闭电源开关的同时触动计时器计时，铁块掉落触动紧固件正下方的微动开关，微动开关控制计时器停止计时；在测试重力加速度的过程中，只需要把铁块通过紧固件固定在支撑架上，按动电源开关，并且计时器自动计时，操作简单，每次实验重复操作的次数减少，因此缩短测试重力加速度的实验时间。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下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，以下描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
图1为本实用新型实施例1重力加速度实验装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例2重力加速度实验装置的侧视图。
附图说明：1-支撑架，2-紧固件，3-铁块，4-计时器，5-电源开关，6-微动开关，7-底座,8-刻度，9-高度调节件，10-螺栓，11-固定环。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。
在本实用新型的各实施方式中，重力加速度实验装置，包括：
支撑架、紧固件、微动开关、电源开关、计时器和底座；
所述支撑架、微动开关、电源开关和计时器均设置在所述底座上；
其中，所述支撑架的高度方向与水平面垂直；
所述紧固件设置在所述支撑架上；
所述电源开关分别与所述紧固件和所述计时器连接；
所述微动开关设置在所述紧固件的正下方，且与所述计时器连接。
利用本实用新型的重力加速度实验装置测试重力加速度时，还要用到铁块；接通电源开关通过紧固件将铁块固定在支撑架上；然后关闭电源开关控制铁块从紧固件上掉落，关闭电源开关的同时触动计时器计时，铁块掉落触动紧固件正下方的微动开关，微动开关控制计时器停止计时，记录计时器开始计时与停止计时之间的时间差为t；测量铁块到微动开关上表面的距离为h;通过公式g=2h/t2计算重力加速度；在测试重力加速度的过程中，只需要把铁块通过紧固件固定在支撑架上，按动电源开关，并且计时器自动计时，操作简单，每次实验重复操作的次数减少，因此缩短测试重力加速度的实验时间。
在本实用新型的各实施方式中，当铁块到微动开关上表面的距离h固定时只需要测量出铁块掉落的时间就可计算出重力加速度g，由此利用本实施例的实验装置和系统进行重力加速度的实验时操作步骤更加的简单。
另外，还可以在支撑架上标注不同地区的重力加速度的参考值，由此可以对实验计算出的重力加速度数据进行验证和校对。
在本实用新型的各实施方式中，优选地，
所述紧固件为电磁铁；
或
所述紧固件为机械夹。
在本实用新型的各实施方式中，紧固件可以有多种结构；在本实施例中，给出了电磁体和机械夹两种结构；
当紧固件为电磁铁时，接通电源开关给电磁铁充磁，电磁铁就可以吸住铁块；关闭电源开关的同时，电磁铁失去磁性铁块掉落，电源开关关闭的同时触动计时器计时；铁块掉落在位于电磁铁正下方的微动开关上，微动开关控制计时器停止计时；
当紧固件为机械夹时，接通电源开关时，机械夹闭合，能够夹紧铁块；电源开关关闭机械夹打开时，铁块能够从机械夹上立即掉落。
在本实用新型的一个实施例中，优选地，所述计时器为电子秒表计时器。
在本实用新型的各实施方式中，计时器设置为电子秒表计时器，计时方便准确，而且易于与微动开关和电源开关连接。
在本实用新型的各实施方式中，优选地，所述紧固件通过连接件设置在所述支撑架上。
在本实用新型的各实施方式中，通过连接件将紧固件设置在支撑架上，所述连接件上设置有安装紧固件的结构，能够使紧固件设置在支撑架上。在实验完毕后，再通过连接件将紧固件拆卸下来，操作方便，而且有利于紧固件的维护。
在本实用新型的各实施方式中，优选地，所述连接件上设置有用于调节紧固件在支撑架上的位置的高度调节件。
在本实用新型的各实施方式中，通过连接件上的高度调节件，可以调节紧固件在在支撑杆上的位置，进而调节铁块下落的高度，通过不同高度的设置可以进行多组实验对重力加速度进行验证。
在本实用新型的各实施方式中，优选地，所述高度调节件包括固定环和螺栓；
所述固定环套在所述支撑架上，且其形状与支撑架的横截面的形状吻合；
所述固定环上设置有螺孔；所述螺栓穿过所述螺孔并抵住所述支撑架。
在本实用新型的各实施方式中，通过将螺栓穿过固定环上的螺孔，且螺栓能够抵住支撑架，由此使连接件固定在支撑架上，进而使紧固件设置在支撑架上；然后通过拧开螺栓，调节固定环在支撑架上的位置，再通过螺栓进行固定从而达到调节紧固件在支撑架上的高度的目的。
在本实用新型的各实施方式中，优选地，所述支撑架上设置有刻度，且其最底部的刻度与微动开关的上表面所处的平面齐平，所述最底部的刻度与支撑架上的最顶部的刻度之间的距离为0.8-1.2米。
在本实用新型的各实施方式中，支撑架上设置有刻度，可以方便地进行铁块下落高度的测量，因为铁块下落后需要触动微动开关使计时器停止计时，所以较优地，最底部的刻度与微动开关的上表面所处的平面齐平，并且最底部的刻度与支撑架上的最顶部的刻度之间的距离为0.8-1.2米。
在本实用新型的各实施方式中，铁块下落的距离在理论上可以任意设置，但是该距离太大受空气阻力影响就比较大；该距离太小，记录的时间就会太短，误差会比较大；本实施例中此距离设置为0.8-1.2米是经过发明者多次实验总结的合理高度，能够使测出的重力加速度更加接近重力加速度的理论值。
在本实用新型的各实施方式中，还可以在支撑架上设置重力加速度的参考数据，有利于对测出的重力加速度数据进行验证。
在本实用新型的各实施方式中，重力加速度实验系统，包括铁块和重力加速度实验装置；
其中所述铁块能够通过所述紧固件固定在所述支撑架上。
在使用本实用新型的重力加速度实验装置进行重力加速度的测试时，还需要增加铁块，所述的重力加速度实验装置和铁块就组成一个重力加速度的测速系统。
实施例1
重力加速度实验装置，如图1所示，包括：
支撑架1、紧固件2、微动开关6、电源开关5、计时器4和底座7；
支撑架1、微动开关6、电源开关5和计时器4均设置在底座7上；
其中，支撑架1的高度方向与水平面垂直；
紧固件2固定在支撑架1上；
电源开关5分别与紧固件2和计时器4连接；
微动开关6设置在紧固件2的正下方，且与计时器4连接。
实施例2
重力加速度实验装置，如图2所示，包括：支撑架1、紧固件2为电磁铁、微动开关6、电源开关5、计时器4为电子秒表计时器和底座7；
支撑架1、微动开关6、电源开关5和电子秒表计时器均设置在底座7上；其中，支撑架1的高度方向与水平面垂直；
电磁铁固定在支撑架1上；
电源开关5分别与电磁铁和电子秒表计时器连接；
微动开关6设置在电磁铁的正下方，且与电子秒表计时器连接。
支撑架1上设置有刻度8，且其最底部的刻度8与微动开关6的上表面所处的平面齐平，所述最底部的刻度8与支撑架1上的最顶部的刻度8之间的距离为1米。
电磁铁通过连接件设置在支撑架1上。
连接件上设置有用于调节紧固件在支撑架上的位置的高度调节件9。
高度调节件9包括固定环11和螺栓10；
固定环11套在支撑架1上，且其形状与支撑架1的横截面的形状吻合；
固定环11上设置有螺孔；螺栓10穿过所述螺孔并抵住支撑架1。
重力加速度测速系统，包括铁块3和重力加速度实验装置；
其中铁块3能够通过电磁铁固定在支撑架1上。
通过本实用新型提供的重力加速度实验装置和系统，至少能够达到以下有益效果中的一种：
1.本实用新型中的重力加速度实验装置，包括：支撑架、紧固件、微动开关、电源开关、计时器和底座；所述支撑架、微动开关、电源开关和计时器均设置在所述底座上；其中，所述支撑架的高度方向与水平面垂直；所述紧固件固定在所述支撑架上；所述电源开关分别与所述紧固件和所述计时器连接；所述微动开关设置在所述紧固件的正下方，且与所述计时器连接；在重力加速度的测速系统中还包括铁块；在测试重力加速度的过程中，接通电源开关通过紧固件将铁块固定在支撑架上；然后关闭电源开关控制铁块从紧固件上掉落，关闭电源开关的同时触动计时器计时，铁块掉落触动紧固件正下方的微动开关，微动开关控制计时器停止计时；在测试重力加速度的过程中，只需要把铁块通过紧固件固定在支撑架上，按动电源开关，并且计时器自动计时，操作简单，每次实验重复操作的次数减少，因此缩短测试重力加速度的实验时间。
2.本实用新型的重力加速度实验装置和系统，测试重力加速的实验时间少，而且记录的铁块的掉落时间准确，最终得到的重力加速度的数据准确。
3.本实用新型的重力加速度实验装置和系统，在测试重力加速度时，只需要按动电源的开关的操作，操作简单，只需要一个人就能完成实验。
本实用新型提供的各种实施例可根据需要以任意方式相互组合，通过这种组合得到的技术方案，也在本实用新型的范围内。
显然，本领域技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.重力加速度实验装置，其特征在于，包括：
支撑架、紧固件、微动开关、电源开关、计时器和底座；
所述支撑架、微动开关、电源开关和计时器均设置在所述底座上；
其中，所述支撑架的高度方向与水平面垂直；
所述紧固件设置在所述支撑架上；
所述电源开关分别与所述紧固件和所述计时器连接；
所述微动开关设置在所述紧固件的正下方，且与所述计时器连接。
2.根据权利要求1所述的重力加速度实验装置，其特征在于，
所述紧固件为电磁铁；
或
所述紧固件为机械夹。
3.根据权利要求1所述的重力加速度实验装置，其特征在于，所述计时器为电子秒表计时器。
4.根据权利要求1所述的重力加速度实验装置，其特征在于，所述紧固件通过连接件设置在所述支撑架上。
5.根据权利要求4所述的重力加速度实验装置，其特征在于，所述连接件上设置有用于调节紧固件在支撑架上的位置的高度调节件。
6.根据权利要求5所述的重力加速度实验装置，其特征在于，所述高度调节件包括固定环和螺栓；
所述固定环套在所述支撑架上，且其形状与支撑架的横截面的形状吻合；
所述固定环上设置有螺孔；所述螺栓穿过所述螺孔并抵住所述支撑架。
7.根据权利要求1所述的重力加速度实验装置，其特征在于，所述支撑架上设置有刻度，且其最底部的刻度与微动开关的上表面所处的平面齐平，所述最底部的刻度与支撑架上的最顶部的刻度之间的距离为0.8-1.2米。
8.重力加速度实验系统，其特征在于，包括铁块和权利要求1至7任一项所述的重力加速度实验装置；
其中所述铁块能够通过所述紧固件固定在所述支撑架上。
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