CN204215625U - 一种验证动量守恒定律的物理教具 - Google Patents

Abstract

一种验证动量守恒定律的物理教具，包括一铁球、被撞小球，教具还包括一电磁铁、驱动电机、调速器，电磁铁末端和第一连接杆一端连接，第一连接杆另一端和一连接套连接，连接套和驱动电机输出轴连接，电机输出轴穿过设有通孔的桌体，桌体上表面设置有导电板和绝缘板，导电板通过导线和驱动电机一端子连接，驱动电机另一端子通过导线和设置在电磁铁前端的导线毛刷连接并通过铁球将导电板和导电毛刷电联，驱动电机端子还与调速器电联；被撞小球放置在一托板上，托板和第二连接杆一端连接，第二连接杆另一端和一支撑柱连接，被撞小球下方设置有一块复写板。本实用新型设计巧妙误差小，适合在中学进行推广。

Description

一种验证动量守恒定律的物理教具

技术领域

本实用新型设计一种教具，具体涉及一种验证动量守恒定律的物理教具，属于教学用品设备领域。

背景技术

动量守恒定律是高中物理非常重要的知识点之一，不仅理论知识重要，相应的实验也非常重要。传统的实验是将一小球放在一斜坡上，让其自由滚下，撞击斜坡下方的小球，然后测量出两个小球碰撞前后速度来验证守恒定律。这种实验设备主要问题是，由于撞击小球的初速度是通过重量守恒定律来算的，斜坡的摩擦力没有考虑，从而增加了实验误差。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提供了一种验证动量守恒定律的物理教具，目的在于：通过本实用新型能够解决现有实验装置误差较大的问题。

本实用新型的技术解决方案：

一种验证动量守恒定律的物理教具，包括一铁球、被撞小球，其特征在于，所述教具还包括一电磁铁、驱动电机、调速器，所述电磁铁末端和第一连接杆一端连接，第一连接杆另一端和一连接套连接，所述连接套和驱动电机输出轴连接，所述电机输出轴穿过设有通孔的桌体，所述桌体上表面设置有导电板和绝缘板，所述导电板通过导线和驱动电机一端子连接，驱动电机另一端子通过导线和设置在电磁铁前端的导线毛刷连接并通过铁球将导电板和导电毛刷电联，所述驱动电机端子还与调速器电联；所述被撞小球放置在一托板上，所述托板和第二连接杆一端连接，第二连接杆另一端和一支撑柱连接，所述被撞小球下方设置有一块复写板。

所述托板下方设置有一轨道，所述轨道一端突出于绝缘板一端突出于托板，所述轨道两侧设置有一测速器。

所述绝缘板一侧设置有一缓冲装置。

所述缓冲装置包括一设置在桌体上表面的固定块，所述固定块上设置有第一固定柱，所述第一固定柱和弹簧一端连接，所述弹簧另一端和设置在一挡板上的第二固定柱连接。

所述第二连接杆通过一转轴和支撑柱连接，所述转轴和支撑柱之间通过一螺栓紧固。

所述支撑柱为两段式结构，具体包括上支撑柱和下支撑柱，所述上支撑柱插入下支撑柱内部并通过螺栓紧固。

所述复写板一侧设置有刻度尺，一侧设置有滑轨，所述滑轨上设置有相互配合的滑块， 所述滑块上安装有标板。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过将现有实验装置的斜坡改进为恒速电机驱动，解决了斜坡摩擦力动量守恒定律的误差影响，通过加装测速器可以准确测出两小球前后速度，而被撞前两小球的速度一个通过电机转速和第一连接杆长度可以算出，而被撞小球速度为零，从而可以验证动量守恒定律，本实用新型设计巧妙误差小，适合在中学进行推广。

附图说明

图1为本实用新型侧视结构示意图。

图2为本实用新型俯视结构示意图。

图3为图2A处结构放大示意图。

其中，1、铁球，2、第一连接杆，3、连接套，4、驱动电机，5、桌体，6、导电板，7、被撞小球，8、第二连接杆，9、转轴，10、上支撑柱，11、螺栓，12、下支撑柱，13、调速器，14、绝缘板，15、电磁铁，16、轨道，17、测速器，18、复写板，19、刻度尺，20、滑轨，21、滑块，22、标板，23、导线毛刷，24、固定块，25、第一固定柱，26、弹簧，27、第二固定柱，28、挡板，29、托板。

具体实施方式

以下结合附图和实例来具体说明本实用新型。

如图1至图3所示，一种验证动量守恒定律的物理教具，包括一铁球1、被撞小球7、电磁铁15、驱动电机4、调速器13，所述电磁铁末端和第一连接杆2一端连接，其中，第一连接杆上设置有刻度尺，用于计算线速度，第一连接杆另一端和一连接套3连接，所述连接套和驱动电机输出轴连接，所述电机输出轴穿过设有通孔的桌体5，所述桌体上表面设置有导电板6和绝缘板14，所述导电板通过导线和驱动电机一端子连接，驱动电机另一端子通过导线和设置在电磁铁前端的导线毛刷23连接并通过铁球将导电板和导电毛刷电联，通过导电板和导电毛刷之间的铁球接触时电路导通，当铁球到绝缘板时断路电机不工作，所述驱动电机端子还与调速器电联；所述被撞小球放置在一托板29上，所述托板和第二连接杆8一端连接，第二连接杆另一端和一支撑柱连接，所述被撞小球下方设置有一块复写板18。

所述托板下方设置有一轨道16，所述轨道一端突出于绝缘板一端突出于托板，所述轨道两侧设置有一测速器17。轨道用于限制两个小球的运动方向，二测速器可以精确测出两小球速度，用于和平抛运动计算得出的速度进行对比，一方面可以减少实验误差，另一方面让学生体会平抛运动。

所述绝缘板一侧设置有一缓冲装置。缓冲装置用于防止第一连接杆过快停止可能会损坏第一连接杆及电机。

所述缓冲装置包括一设置在桌体上表面的固定块24，所述固定块上设置有第一固定柱25，所述第一固定柱和弹簧26一端连接，所述弹簧另一端和设置在一挡板28上的第二固定柱27连接。

所述第二连接杆通过一转轴9和支撑柱连接，所述转轴和支撑柱之间通过一螺栓11紧固。通过转轴方便调节角度，而且第二连接杆也设计为两段式结构，这样更容易调节两小球球心位置，保证小球发生正碰。

所述支撑柱为两段式结构，具体包括上支撑柱10和下支撑柱12，所述上支撑柱插入下支撑柱内部并通过螺栓紧固。

所述复写板一侧设置有刻度尺19，一侧设置有滑轨20，所述滑轨上设置有相互配合的滑块21，所述滑块上安装有标板22。通过滑轨、滑块和标板方便读出两小球碰撞后的水平距离。

具体使用方法：

将第一连接杆旋转至导电板右侧，保证电机有足够时间给铁球加速，通过调速器旋转电机转速，开启电源，这时电路导通电磁铁有磁性，吸附铁球，同时随电机一起转动，当铁球到达绝缘板时，电路断路，电磁铁不工作，二缓冲装置将第一连接杆固定，由于惯性铁球将沿着第一连接杆垂直方向向前运动，和早已防止在托板上的被撞小球方式碰撞，并一起沿着轨道向前运动，落在复写板上以后，通过直尺量出水平距离，同时桌腿上也设置有直尺，知道高度可以算出两小球下落时间，从而可以算出碰撞后速度，和测速器测量的速度进行对比，使学生体会动量守恒这一定律。

综上，本实用新型达到预期效果。

Claims (7)

1.一种验证动量守恒定律的物理教具，包括一铁球、被撞小球，其特征在于，所述教具还包括一电磁铁、驱动电机、调速器，所述电磁铁末端和第一连接杆一端连接，第一连接杆另一端和一连接套连接，所述连接套和驱动电机输出轴连接，所述电机输出轴穿过设有通孔的桌体，所述桌体上表面设置有导电板和绝缘板，所述导电板通过导线和驱动电机一端子连接，驱动电机另一端子通过导线和设置在电磁铁前端的导线毛刷连接并通过铁球将导电板和导电毛刷电联，所述驱动电机端子还与调速器电联；所述被撞小球放置在一托板上，所述托板和第二连接杆一端连接，第二连接杆另一端和一支撑柱连接，所述被撞小球下方设置有一块复写板。

2.根据权利要求1所述的一种验证动量守恒定律的物理教具，其特征在于：所述托板下方设置有一轨道，所述轨道一端突出于绝缘板一端突出于托板，所述轨道两侧设置有一测速器。

3.根据权利要求2所述的一种验证动量守恒定律的物理教具，其特征在于：所述绝缘板一侧设置有一缓冲装置。

4.根据权利要求3所述的一种验证动量守恒定律的物理教具，其特征在于：所述缓冲装置包括一设置在桌体上表面的固定块，所述固定块上设置有第一固定柱，所述第一固定柱和弹簧一端连接，所述弹簧另一端和设置在一挡板上的第二固定柱连接。

5.根据权利要求1所述的一种验证动量守恒定律的物理教具，其特征在于：所述第二连接杆通过一转轴和支撑柱连接，所述转轴和支撑柱之间通过一螺栓紧固。

6.根据权利要求5所述的一种验证动量守恒定律的物理教具，其特征在于：所述支撑柱为两段式结构，具体包括上支撑柱和下支撑柱，所述上支撑柱插入下支撑柱内部并通过螺栓紧固。

7.根据权利要求1所述的一种验证动量守恒定律的物理教具，其特征在于：所述复写板一侧设置有刻度尺，一侧设置有滑轨，所述滑轨上设置有相互配合的滑块，所述滑块上安装有标板。