CN204045080U - 一种动量守恒定律演示教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种教学实验装置，特别是公开一种动量守恒定律演示教具；所要解决的技术问题为提供一种结构简单，能够在水平面上直观演示动量守恒定律且可以通过增加对比法来加深学生对动量守恒定律理解的一种动量守恒定律演示教具；底座的顶部设置有固定支架，固定支架上水平固定设置有玻璃管，玻璃管的两端开口且内壁光滑，玻璃管的两端分别设置有玻璃管触点，玻璃管内设置有两个结构相同的圆柱棒，两个圆柱棒距离两个玻璃管端口的距离相同且两个圆柱棒的头部在玻璃管内接触，圆柱棒内固定设置有铁棒，铁棒上缠绕有线圈，线圈穿过圆柱棒形成圆柱棒触点，两个圆柱棒的圆柱棒触点与玻璃管两端的玻璃管触点接触，玻璃管触点电连接有电源。

Description

一种动量守恒定律演示教具

技术领域

本实用新型涉及一种教学实验装置，特别是涉及一种动量守恒定律演示教具。

背景技术

验证动量守恒定律是高中物理实验教学中较为重要的学生实验。传统的中学物理教学中，老师通常会采用从牛顿第二定律和牛顿第三定律推导出动量守恒定律，这种传统的讲法由于没有演示实验，很多学生会缺乏感性的认识，不符合教学新课改的核心理念，不能够提高学生的学习兴趣，不利于学生顺利的去认识现象，建立规律。

现在有些学校也会采用碰撞实验或是平抛碰撞实验去让学生验证动量守恒定律，采用的方法是在白纸上铺放复写纸，小球落地留下痕迹的方法来确定小球的飞行距离。此类实验测距离是利用小球落地后在复写纸与白纸留下的小球的砸痕与重锤点间距离来测量计算，由于小球之间滚动碰撞不稳定，小球落地是具有二次弹起及滚动和滑动现象，造成实验误差较大，而且器具安装调整繁琐，实验场地也有一定要求，不利于学生实验操作。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种结构简单、测量准确，能够在水平面上直观演示动量守恒定律且可以通过增加对比法来加深学生对动量守恒定律理解的一种动量守恒定律演示教具。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种动量守恒定律演示教具，包括底座，所述底座的顶部设置有固定支架，所述固定支架上水平固定设置有玻璃管，所述玻璃管的两端开口且内壁光滑，玻璃管的两端分别设置有玻璃管触点，玻璃管内设置有两个结构相同的圆柱棒，所述两个圆柱棒距离两个玻璃管端口的距离相同且两个圆柱棒的头部在玻璃管内接触，所述圆柱棒内固定设置有铁棒，所述铁棒上缠绕有线圈，所述线圈穿过圆柱棒形成圆柱棒触点，所述两个圆柱棒的圆柱棒触点与玻璃管两端的玻璃管触点接触，所述玻璃管触点电连接有电源。

优选的是，所述电源采用电流控制器。通过电流控制器可以调节铁棒线圈中电流的大小，从而改变两个圆柱棒之间的作用力大小，就能够实现不同条件的实验，通过前后实验数据对比，得到同一结论-动量守恒定律。

优选的是，所述玻璃管的长度为20-30cm，内径约为2-4cm。

优选的是，所述底座的四个角均设置有可调高度的支撑垫板。可以保证玻璃管处于水平状态，提高测量结果的准确性。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型通过电能产生磁场，然后利用磁场间的相互作用力产生动量，这样两个圆柱棒之间不会刚性碰撞，动量损耗小，测量结构准确，另外本实用新型的装置原理直观，对环境的要求低，操作简单，非常适合随堂给学生进行演示。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为实施例一中一种动量守恒定律的演示教具的结构示意图。

图2为实施例二中一种动量守恒定律的演示教具的结构示意图。

图中：1为底座，2为固定支架，3为玻璃管，4为圆柱棒，5为玻璃管触点，6为铁棒，7为线圈，8为圆柱棒触点，9为电源，10为电流控制器，11为支撑垫板。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，一种动量守恒定律演示教具，包括底座1，所述底座1的顶部设置有固定支架2，所述固定支架2上水平固定设置有玻璃管3，所述玻璃管3的两端开口且内壁光滑，玻璃管3与圆柱棒4的摩擦系数小，玻璃管3的两端分别设置有玻璃管触点5，玻璃管3内设置有两个结构相同的圆柱棒4，所述两个圆柱棒4距离两个玻璃管3端口的距离相同且两个圆柱棒4的头部在玻璃管3内接触，所述圆柱棒4内固定设置有铁棒6，所述铁棒6上缠绕有线圈7，所述线圈7穿过圆柱棒4形成圆柱棒触点8，所述两个圆柱棒4的圆柱棒触点8与玻璃管3两端的玻璃管触点5接触，所述玻璃管触点5电连接有电源9。

本实用新型的工作原理：通电之前，两个圆柱棒4组成的系统总动量为零，通电后，电源9会给两个圆柱棒4的线圈供电。圆柱棒4的线圈7通电后会产生磁场，当两个圆柱棒4内部磁场相互排斥时，圆柱棒4分别从玻璃管3两端飞出作平抛运动，它们的高度相同，所以飞行的时间相同，因此圆柱棒4的水平速度与其飞出去的水平距离成正比。若以时间为单位，那么圆柱棒4的水平距离在数值上就等于它的水平速度的数值。

工作过程为：玻璃管3搁置在固定支架2上，使其水平放置。用一根细长的铁丝将两根相同的圆柱棒4捅至玻璃管3的中间，将玻璃管触点5与圆柱棒触点8对接上，然后开启电源9，给圆柱棒4的线圈通电，两个线圈同时产生相互排斥的磁场，将两个圆柱棒4分别从玻璃管3的两个端口飞出，落至水平台面的两端。当玻璃棒4开始移动时，玻璃管触点5和圆柱棒触点8断开，线圈7停止通电，同时磁场消失。然后测量圆柱棒4距玻璃管3的距离。

本实用新型通过电能产生磁场，然后利用磁场间的相互作用力产生动量，这样两个圆柱棒4之间不会刚性碰撞，动量损耗小，测量结构准确。

实施例二

如图2所示，本实施例与实施例一的区别在于所述电源9采用电流控制器10且底座1的四个角均设置有可调高度的支撑垫板11，这样通过电流控制器10可以调节铁棒线圈7中电流的大小，从而改变两个圆柱棒4之间的作用力大小，就能够实现不同条件的实验，通过前后实验数据对比，得到同一结论-动量守恒定律，能够加深学生对动量守恒定律的理解。

支撑垫板11能够保证玻璃管3处于水平状态，提高测量结果的准确性。

上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种动量守恒定律演示教具，其特征在于：包括底座（1），所述底座（1）的顶部设置有固定支架（2），所述固定支架（2）上水平固定设置有玻璃管（3），所述玻璃管（3）的两端开口且内壁光滑，玻璃管（3）的两端分别设置有玻璃管触点（5），玻璃管（3）内设置有两个结构相同的圆柱棒（4），所述两个圆柱棒（4）距离两个玻璃管（3）端口的距离相同且两个圆柱棒（4）的头部在玻璃管（3）内接触，所述圆柱棒（4）内固定设置有铁棒（6），所述铁棒（6）上缠绕有线圈（7），所述线圈（7）穿过圆柱棒（4）形成圆柱棒触点（8），所述两个圆柱棒（4）的圆柱棒触点（8）与玻璃管（3）两端的玻璃管触点（5）接触，所述玻璃管触点（5）电连接有电源（9）。

2.根据权利要求1所述的一种动量守恒定律演示教具，其特征在于：所述电源（9）采用电流控制器（10）。

3.根据权利要求2所述的一种动量守恒定律演示教具，其特征在于：所述玻璃管（3）的长度为20-30cm，内径约为2-4cm。

4.根据权利要求1所述的一种动量守恒定律演示教具，其特征在于：所述底座（1）的四个角均设置有可调高度的支撑垫板（11）。