CN212032488U - 一种物理自由落体实验演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及物理实验用具领域，尤其是一种物理自由落体实验演示装置，包括底座、支撑杆、挡板、光电传感器、计时器A、计时器B、实验筒、抽气机、实验球，所述底座中部设有抽气机，抽气机两侧的底座上分别设有计时器A和计时器B，所述挡板两侧对称固定有实验筒，滑动套筒的内侧固定设有对准实验筒的光电传感器，所述实验筒的上端螺接固定有顶塞，顶塞的底面上镶嵌有电磁铁。本实用新型结构设计合理，可对实验球自由落体实验进行精确计时及数据计算，可进行同重量或不同重量的实验球在真空状况下的自由落体实验，也可进行同重量的实验球分别在空气中和真空下自由落体同样距离的对比实验验证，操作简单方便，形象直观，提高了教学效果。

Description

一种物理自由落体实验演示装置

技术领域

本实用新型涉及物理实验用具领域，尤其是一种物理自由落体实验演示装置。

背景技术

常规物体只在重力的作用下，初速度为零的运动，叫做自由落体运动。自由落体运动是一种理想状态下的物理模型。自由落体运动的特点体现在“自由”二字上，其含意为 ：（1）物体开始下落时是静止的即初速度V=0，如果物体的初速度不为0，就算是竖直下落，也不能算是自由落体。（2）物体下落过程中，除受重力作用外，不再受其他任何外界的作用力（包括空气阻力）或外力的合力为0。（3）任何物体在相同高度做自由落体运动时，下落时间相同。但通常在空气中，落体会收到空气阻力的影响，而且随着自由落体运动速度的增加，空气对落体的阻力也逐渐增加。现有的物理课自由落体实验装置只能简单演示自由落体运动状态，功能单一，不能进行精确的数据计算对比验证，且未排除空气阻力影响，演示效果不佳。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述技术缺点提供一种物理自由落体实验演示装置。可对实验球自由落体实验进行精确计时及数据计算，可进行同重量或不同重量的实验球在真空状况下的自由落体实验，也可进行同重量的实验球分别在空气中和真空下自由落体同样距离的对比实验验证，操作简单方便，形象直观。

本实用新型解决技术问题采用的技术方案为：一种物理自由落体实验演示装置，包括底座、支撑杆、挡板、光电传感器、计时器A、计时器B、实验筒、抽气机、实验球，其特征在于：所述底座两侧对称设有2根与其垂直的支撑杆，支撑杆上设有刻度线，底座中部设有抽气机，抽气机两侧的底座上分别设有计时器A和计时器B，抽气机上侧连通有T形抽气管，T形抽气管的两侧支管上均设有阀门，所述挡板两侧对称固定有实验筒，实验筒为透明塑料制成，实验筒外侧的上下两端固定设有连接杆，连接杆端部固定设有固定套筒套在支撑杆上，上下两个固定套筒之间的支撑杆上套有2个滑动套筒，滑动套筒的内侧固定设有对准实验筒的光电传感器，固定套筒和滑动套筒的外侧均设有固定螺栓，所述实验筒的上端螺接固定有顶塞，顶塞的底面上镶嵌有电磁铁，电磁铁下侧吸附有实验球，所述两个顶塞内的电磁铁之间通过导线与控制开关及外部电源电性相连，所述实验筒的下端螺接固定有底塞，底塞的顶面上设有缓冲槽，缓冲槽上侧设有缓冲网袋，底塞的底面上设有T形导管，T形导管的一侧支管端部设有管盖，两侧底塞上的T形导管的下侧支管分别通过导气管与T形抽气管的两侧支管相连通，所述左右两侧支撑杆上的光电传感器分别与同侧的计时器A和计时器B电性连接。本装置使用时，缓冲槽和缓冲网袋可对下落的实验球提供缓冲，打开T形抽气管的两侧支管上的阀门，可通过抽气机将实验筒内的空气抽出，便于排除实验球下落时的空气阻力影响，控制开关可以控制两个顶塞上的电磁铁同时断电，使两侧的实验球同时下落，计时器A和计时器B分别与左右两侧的光电传感器信号连接，可以用于对两侧实验球下落计时，将上侧的光电传感器对准实验球，下侧的光电传感器固定在同一刻度线上，实验球通过上侧光电传感器时，其对应的计时器A或计时器B开始计时，实验球通过下侧光电传感器时，计时结束，即可知道通过上下光电传感器之间距离的下落时间，即可进行自由落体数据计算对比验证，实验时，可以将两侧实验筒内吸附同样重量或不同重量的一实心一空心的实验球，然后将两侧实验筒内空气抽空，进行真空状况下的实验球自由落体实验，然后对两侧实验球下落的时间进行对比，可将一侧T形导管上的管盖打开，使一侧的实验筒内充满空气，另一侧的实验筒内真空，再使用同等重量的空心实验球进行自由落体实验，可比较两侧实验球的下落时间。

本实用新型所具有的有益效果是：本实用新型结构设计合理，可对实验球自由落体实验进行精确计时及数据计算，可进行同重量或不同重量的实验球在真空状况下的自由落体实验，也可进行同重量的实验球分别在空气中和真空下自由落体同样距离的对比实验验证，操作简单方便，形象直观，提高了教学效果。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1对本实用新型做以下详细说明。

如图1所示，本实用新型包括底座1、支撑杆2、挡板17、光电传感器14、计时器A25、计时器B24、实验筒16、抽气机3、实验球21，其特征在于：所述底座1两侧对称设有2根与其垂直的支撑杆2，支撑杆2上设有刻度线23，底座1中部设有抽气机3，抽气机3两侧的底座1上分别设有计时器A25和计时器B24，抽气机3上侧连通有T形抽气管4，T形抽气管4的两侧支管上均设有阀门5，所述挡板17两侧对称固定有实验筒16，实验筒16为透明塑料制成，实验筒16外侧的上下两端固定设有连接杆16，连接杆16端部固定设有固定套筒15套在支撑杆2上，上下两个固定套筒15之间的支撑杆2上套有2个滑动套筒12，滑动套筒12的内侧固定设有对准实验筒16的光电传感器14，固定套筒15和滑动套筒12的外侧均设有固定螺栓13，所述实验筒16的上端螺接固定有顶塞18，顶塞18的底面上镶嵌有电磁铁19，电磁铁19下侧吸附有实验球21，所述两个顶塞18内的电磁铁19之间通过导线22与控制开关20及外部电源电性相连，所述实验筒16的下端螺接固定有底塞9，底塞9的顶面上设有缓冲槽10，缓冲槽10上侧设有缓冲网袋11，底塞9的底面上设有T形导管7，T形导管7的一侧支管端部设有管盖8，两侧底塞9上的T形导管7的下侧支管分别通过导气管6与T形抽气管4的两侧支管相连通，所述左右两侧支撑杆2上的光电传感器14分别与同侧的计时器A25和计时器B24电性连接。本装置使用时，缓冲槽10和缓冲网袋11可对下落的实验球21提供缓冲，打开T形抽气管4的两侧支管上的阀门5，可通过抽气机3将实验筒16内的空气抽出，便于排除实验球21下落时的空气阻力影响，控制开关20可以控制两个顶塞18上的电磁铁19同时断电，使两侧的实验球21同时下落，计时器A25和计时器B24分别与左右两侧的光电传感器14信号连接，可以用于对两侧实验球21下落计时，将上侧的光电传感器14对准实验球21，下侧的光电传感器14固定在同一刻度线23上，实验球21通过上侧光电传感器14时，其对应的计时器A25或计时器B24开始计时，实验球21通过下侧光电传感器14时，计时结束，即可知道通过上下光电传感器14之间距离的下落时间，即可进行自由落体数据计算对比验证，实验时，可以将两侧实验筒16内吸附同样重量或不同重量的一实心一空心的实验球21，然后将两侧实验筒16内空气抽空，进行真空状况下的实验球21自由落体实验，然后对两侧实验球21下落的时间进行对比，可将一侧T形导管7上的管盖8打开，使一侧的实验筒16内充满空气，另一侧的实验筒16内真空，再使用同等重量的空心实验球21进行自由落体实验，可比较两侧实验球21的下落时间。

Claims (1)

1.一种物理自由落体实验演示装置，包括底座、支撑杆、挡板、光电传感器、计时器A、计时器B、实验筒、抽气机、实验球，其特征在于：所述底座两侧对称设有2根与其垂直的支撑杆，支撑杆上设有刻度线，底座中部设有抽气机，抽气机两侧的底座上分别设有计时器A和计时器B，抽气机上侧连通有T形抽气管，T形抽气管的两侧支管上均设有阀门，所述挡板两侧对称固定有实验筒，实验筒为透明塑料制成，实验筒外侧的上下两端固定设有连接杆，连接杆端部固定设有固定套筒套在支撑杆上，上下两个固定套筒之间的支撑杆上套有2个滑动套筒，滑动套筒的内侧固定设有对准实验筒的光电传感器，固定套筒和滑动套筒的外侧均设有固定螺栓，所述实验筒的上端螺接固定有顶塞，顶塞的底面上镶嵌有电磁铁，电磁铁下侧吸附有实验球，所述两个顶塞内的电磁铁之间通过导线与控制开关及外部电源电性相连，所述实验筒的下端螺接固定有底塞，底塞的顶面上设有缓冲槽，缓冲槽上侧设有缓冲网袋，底塞的底面上设有T形导管，T形导管的一侧支管端部设有管盖，两侧底塞上的T形导管的下侧支管分别通过导气管与T形抽气管的两侧支管相连通，左右两侧支撑杆上的光电传感器分别与同侧的计时器A和计时器B电性连接。

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