CN202838750U - 一种微小力学量测量仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种微小力学量测量仪。它针对中学物理教学中现有的仪器不能准确测量微小的安培力和静电力，液体密度；而高精度的力学量测量仪器价格高昂，中学基本没有配备的困境；提供一种具有较低成本和精度高的具有测量微小安培力和静电力，液体密度的数显微小力学量测量仪器。它包括：在底座上有可以移动的升降杆和支架，数显测力计可沿升降杆上下移动，数显测力计的力传感器和杠杆一端相连，杠杆的支点压在支架上，杠杆另一端受到被测微小力作用。本实用新型制造成本低，操作简单，数显测力计可以显示放大后的力学量，具有对安培力，静电力，液体密度，质量，重力，机翼升力等物理量进行高精度测量，还可以根据需要调整放大倍数。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种力学量测量仪，属于一种物理教学仪器。
背景技术
目前在中学物理教学中讲授安培力和库仑公式是在做定性实验基础上直接给出结果，缺乏定量实验，给学生理解公式中物理量的关系造成障碍；有少部分学校配置了数字化信息系统实验设备，比如朗威的力传感器分度值为0.01N，无法准确测量微小的安培力和静电力；而高精度的力学量测量仪器价格高昂，中学基本没有配备。测量液体密度常用天平测液体质量，后用量筒测量液体体积，由于不能全部倒入，会导致实验误差；用波美比重计测量液体密度时，该仪器容易损坏，读数不准确，而且对少量液体还无法测量。在探究杠杆平衡条件的实验中，是把钩码挂在可以在竖直面内自由旋转的杠杆上进行实验的，由于杠杆自身重力和杠杆的摆动，操作比较麻烦，比较费时。在学习伯努力原理时，只能定性的演示机翼形状和升力的关系，也无法直观看到不同攻角下升力的变化。在讲授单摆规律时，一般是从理论上推导摆线拉力的变化，不好做演示实验，信服力不强。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，本使用新型提供一种具有较低成本和精度高的具有测量微小安培力和静电力，液体密度，具有动态显示功能的数显微小力学量测量仪器。
本实用新型是通过以下技术方案现的：一种微小力学量测量仪，在底座1上有可以移动的升降杆2和支架5，数显测力计7可沿升降杆2上下移动，数显测力计2的力传感器11和杠杆12一端相连，杠杆的支点悬浮在支架5上，杠杆另一端受到被测微小力作用。
本实用新型的有益效果是：制造成本低，操作简单，数显测力计可以显示放大后的力学量，具有对质量，安培力，静电力，液体密度，重力等物理量进行高精度测量，还可以根据需要调整放大倍数。
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是量桶的结构示意图。
图中1.底座，2.升降杆，3.定位螺母，4.定位螺母，5.支架，6.定位螺母，7.数显测力计，8.夜晶显示屏，9.开关及归零按键，10.模式键，11.力传感器，12.杠杆，13.水平仪，14.线圈，15.量桶，16.卡片。
具体实施方式
在图1中，一种微小力学量测量仪，包括底座1，数显测力计7，杠杆12，线圈14，量桶15，所述底座1上有可以左右移动的升降杆2和支架5，通过调整定位螺母6可以使数显测力计7沿升降杆2上下移动，数显测力计7的力传感器11和杠杆12一端相连，杠杆的支点悬浮在支架5上，杠杆12上有水平仪13。
本实用新型的使用方法：
实验1.测小物体质量
第一步：调整定位螺母6使杠杆12上的水平仪13处于水平面，打开数显测力计7的电源按键9，显示为0.0g后把10克砝码挂在杠杆上，根据屏幕读数，求出此时杠杆12放大倍数k；
第二步：取下砝码，在挂砝码的同一位置挂上被测物体，读出数据M，根据公式m＝M/k计算实际质量。
实验2.测量安培力
第一步：把含有n＝30匝的铜线圈14接在杠杆一端，调整定位螺母6使杠杆12上的水平仪13处于水平面；
第二步：打开数显测力计7的电源按键9，按模式键10显示为0.0N后用1N的力竖直作用在线圈14受安培力的边上，根据屏幕读数，求出此时杠杆12放大倍数k；
第三步：把线圈14放入磁场中，给线圈通电，记下读数f，根据公式F＝f/(nk)计算出每根通电导线在磁场中的实际安培力大小；
第四步：改变线圈14中的电流重复第三步。下面是一次实验记录的数据：磁场中的导线长度L＝0.03厘米，n＝30，k＝120
| 线圈两端电压U/V | 线圈两端电流I/A | f/N | F/N |
| 4 | 0.49 | 1.0 | 2.78X10-4 |
| 6 | 0.76 | 1.4 | 3.89X10-4 |
| 8 | 1.04 | 1.8 | 5.00X10-4 |
从以上数据可以得到：在其它条件不变时，安培力F与电流I成正比。
还可以根据公式B＝F/IL计算通电导线所处位置的磁感应强度B＝1.60X10-4T。
实验3.测量静电力
第一步：把带静电的物体在杠杆一端，调整定位螺母6使杠杆12上的水平仪13处于水平面；打开数显测力计7的电源按键9，显示为0.0N后，用1N的力竖直作用在带静电的物体所在的刻度处，根据屏幕读数，求出此时杠杆12放大倍数k；
第二步：按数显测力计7的调零按钮9，让另一个带电物体靠近，记下屏幕读数f和两带电体的距离，根据公式F＝f/k计算静电力。
实验4.测量液体密度
第一步：调整定位螺母6使杠杆12上的水平仪13处于水平面；把量桶15挂在杠杆12的某条刻度线处，打开数显测力计7的电源按键9，显示为0.0g后把10克砝码挂在量桶15上，根据屏幕读数，求出此时杠杆12放大倍数k；
第二步：取下砝码，向量桶15倒入被测液体，调整卡片16的高度使液体体积在比较好读的刻度线处，读出卡片16上端对应的液体体积V，屏幕上的数据m，由公式ρ＝m/(kv)计算出液体密度。
实验5.探究杠杆平衡条件
调整定位螺母6使杠杆12上的水平仪13处于水平面；在杠杆12一端挂上钩码，改变钩码位置，可以看到数显测力计7的读数随之变化。
实验6.探究机翼升力和攻角，机翼形状的关系
把机翼固定在杠杆12一端，调整定位螺母6使杠杆12上的水平仪13处于水平面；给机翼通风，记录此时数据，改变气流强度，重复实验；改变机翼攻角，重复实验；换不同形状的机翼，比较翼型对升力的影响。
实验7.测量重力加速度
第一步：打开数显测力计7的电源按键9，按模式键10显示为0.0N后用1N的力竖直作用在杠杆12某条刻度上，根据屏幕读数，求出此时杠杆12放大倍数k；
第二步：在刚才的刻度处挂上质量为m的砝码，读出屏幕数据G，根据公式g＝1000G/(km)。
实验8.显示单摆悬线拉力变化
打开数显测力计7的电源按键9，按模式键10显示为0.0N后，把单摆挂在杠杆12某条刻度线处，摆动摆球，可以观察到摆线拉力随摆球运动的情况。
Claims (6)
1.一种微小力学量测量仪，包括底座(1)，数显测力计(7)，杠杆(12)，线圈(14)，量桶(15)，其特征是，所述底座(1)上有可以移动的升降杆(2)和支架(5)，数显测力计(7)可沿升降杆(2)上下移动，数显测力计(7)的力传感器(11)和杠杆(12)一端相连，杠杆的支点悬浮在支架(5)上，杠杆(12)上有水平仪(13)，杠杆(12)另一端可分别与线圈(14)，量桶(15)连接。
2.根据权利要求1所述的微小力学量测量仪，其特征在于：升降杆(2)和支架(5)可以在底座(1)上左右移动。
3.根据权利要求1所述的微小力学量测量仪，其特征在于：杠杆(12)的支点为磁悬浮结构。
4.根据权利要求1所述的微小力学量测量仪，其特征在于：杠杆(12)上面有刻度线和水平仪(13)。
5.根据权利要求1或4所述的微小力学量测量仪，其特征在于：水平仪(13)是中间凸起的圆饼状盒子，里面有液体，水平仪(13)盒体上刻有圆环。
6.根据权利要求1所述的微小力学量测量仪，其特征在于：量桶(15)上开有缝隙，缝隙两边容器壁上有容积刻度，缝隙由可以上下移动卡片(16)封闭。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN 201220267614 CN202838750U (zh) | 2012-06-08 | 2012-06-08 | 一种微小力学量测量仪 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105629081A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-06-01 | 成都创为联动科技有限公司 | 测量强电场中的电场强度的方法及其装置 |
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