CN215730436U - 一种验证机械能守恒实验的演示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种验证机械能守恒实验的演示装置，包括架体，架体上设置有自上往下倾斜的轨道，轨道的滑块上设置有挡光条，轨道的侧部自上往下设置有第一检测组件与第二检测组件，第一检测组件由第一光电门与第一红外测距探头组成，第二检测组件由第二光电门与第二红外测距探头组成，轨道采用气垫导轨。滑块从气垫导轨顶部开始下滑，分别经过两个光电门并得到经过光电门时的速度，两个红外测距探头测量出光电门距离地面的高度，由于在滑块下滑过程在气垫导轨上完成，所以滑块与气垫导轨之间的摩檫力很小，下滑过程中可以看作机械能守恒。根据机械能守恒定律公式：
，可以验证机械能守恒定律。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种验证机械能守恒实验的演示装置，涉及机械能守恒实验的演示领域。
背景技术
在高中物理实验教学中，机械能守恒实验是一个重要的基础验证实验，在只有重力做功的情况下物体的机械能守恒。目前课堂常用的方法是利用物体自由下落，同时利用打点计时器打点的方式进行轨迹记录，通过纸带上的点轨迹计算下落高度与通过每个点时的速度，最终进行换算得到机械能守恒定律，该方法由于纸带与打点计时器直接的摩擦会带来误差，而且仅能实现竖直下落情况下的机械能守恒定律验证，对于斜坡下滑等更为常见的机械能守恒定律验证则无法实现。
实用新型内容
鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种验证机械能守恒实验的演示装置，不仅结构简单，而且便捷高效。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种验证机械能守恒实验的演示装置，包括架体，架体上设置有自上往下倾斜的轨道，轨道的滑块上设置有挡光条，轨道的侧部自上往下设置有第一检测组件与第二检测组件，第一检测组件由第一光电门与第一红外测距探头组成，第二检测组件由第二光电门与第二红外测距探头组成，轨道采用气垫导轨。
优选的，架体包括水平底座，水平底座的底部设置有若干个支撑件，支撑件均包括竖直固设在水平底座上的内螺纹套筒，内螺纹套筒的内底部均螺接有调节螺钉，水平底座的上表面设置有气泡水平仪。
优选的，气垫导轨的低端铰接在水平底座上进行旋转调节，气垫导轨的高端设置有滑动固定杆，滑动固定杆底端与水平底座固连，滑动固定杆上开设有以气垫导轨的铰接点为圆心的弧形滑槽，气垫导轨的高端设置有安装通孔，并经穿过弧形滑槽、安装通孔的锁紧螺栓与螺母进行锁紧定位。
优选的，第一光电门与第二光电门分别电性连接测速光电门驱动，第一红外测距探头与第二红外测距探头分别电性连接红外测距仪驱动。
优选的，轨道的低端设置有用以阻挡下落滑块的挡板。
优选的，第一检测组件与第二检测组件分别安装在安装架上，轨道的侧部设有沿其长度方向延伸的“T”形槽条，槽条内部卡设有螺栓，螺栓的螺纹段往外延伸并穿过安装架上的通孔，并经螺母锁紧定位。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：滑块从气垫导轨顶部开始下滑，分别经过两个光电门并得到经过光电门时的速度，两个红外测距探头测量出光电门距离地面的高度，由于在滑块下滑过程在气垫导轨上完成，所以滑块与气垫导轨之间的摩檫力很小，下滑过程中可以看作机械能守恒。根据机械能守恒定律公式：
，可以验证机械能守恒定律。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本实用新型实施例的构造示意图。
图2为安装架的安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1~2所示，本实施例提供了一种验证机械能守恒实验的演示装置，包括架体，架体上设置有自上往下倾斜的轨道1，轨道的滑块2上设置有挡光条3，轨道的侧部自上往下设置有第一检测组件与第二检测组件，第一检测组件由第一光电门4与第一红外测距探头5组成，第二检测组件由第二光电门6与第二红外测距探头7组成，轨道采用气垫导轨。利用气垫导轨减小滑块与导轨之间的摩檫力。
在本实用新型实施例中，架体包括水平底座8，水平底座的底部设置有若干个支撑件，支撑件均包括竖直固设在水平底座上的内螺纹套筒9，内螺纹套筒的内底部均螺接有调节螺钉10，水平底座的上表面设置有气泡水平仪11。
在本实用新型实施例中，气垫导轨的低端铰接在水平底座上进行旋转调节，气垫导轨的高端设置有滑动固定杆12，滑动固定杆底端与水平底座固连，滑动固定杆上开设有以气垫导轨的铰接点为圆心的弧形滑槽13，气垫导轨的高端设置有安装通孔，并经穿过弧形滑槽、安装通孔的锁紧螺栓14与螺母进行锁紧定位。
在本实用新型实施例中，第一光电门与第二光电门分别电性连接测速光电门驱动15，第一红外测距探头与第二红外测距探头分别电性连接红外测距仪驱动16。
在本实用新型实施例中，轨道的低端设置有用以阻挡下落滑块的挡板17。
在本实用新型实施例中，第一检测组件与第二检测组件分别安装在安装架18上，轨道的侧部设有沿其长度方向延伸的“T”形槽条19，槽条内部卡设有螺栓20，螺栓的螺纹段往外延伸并穿过安装架上的通孔，并经螺母21锁紧定位。第一检测组件与第二检测组件之间可以调节距离。
该验证机械能守恒实验的演示装置的工作原理为：
第一步：调节气垫导轨的角度，并通过锁紧螺栓与螺母进行旋紧锁定。
第二步：调节固定第一光电门与第二光电门的安装架间距并进行固定。
第三步：调节支撑件的调节螺钉，通过观察气泡水平仪将水平底座调至水平。
第四步：气垫导轨连接气泵22，打开气泵对导轨进行充气。
第五步：读取两红外测距仪驱动所显示的红外测距探头测量出的高度
、
。
第六步：读取两光电门驱动所显示的光电门测量出的速度
、
。
第七步：通过机械能守恒定律公式：
，验证机械能守恒定律。
改变气垫导轨的角度，重复实验，可以验证不同气垫导轨角度情况下，滑块下滑的机械能守恒。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种验证机械能守恒实验的演示装置，其特征在于：包括架体，架体上设置有自上往下倾斜的轨道，轨道的滑块上设置有挡光条，轨道的侧部自上往下设置有第一检测组件与第二检测组件，第一检测组件由第一光电门与第一红外测距探头组成，第二检测组件由第二光电门与第二红外测距探头组成，轨道采用气垫导轨。
2.根据权利要求1所述的验证机械能守恒实验的演示装置，其特征在于：架体包括水平底座，水平底座的底部设置有若干个支撑件，支撑件均包括竖直固设在水平底座上的内螺纹套筒，内螺纹套筒的内底部均螺接有调节螺钉，水平底座的上表面设置有气泡水平仪。
3.根据权利要求2所述的验证机械能守恒实验的演示装置，其特征在于：气垫导轨的低端铰接在水平底座上进行旋转调节，气垫导轨的高端设置有滑动固定杆，滑动固定杆底端与水平底座固连，滑动固定杆上开设有以气垫导轨的铰接点为圆心的弧形滑槽，气垫导轨的高端设置有安装通孔，并经穿过弧形滑槽、安装通孔的锁紧螺栓与螺母进行锁紧定位。
4.根据权利要求1所述的验证机械能守恒实验的演示装置，其特征在于：第一光电门与第二光电门分别电性连接测速光电门驱动，第一红外测距探头与第二红外测距探头分别电性连接红外测距仪驱动。
5.根据权利要求1所述的验证机械能守恒实验的演示装置，其特征在于：轨道的低端设置有用以阻挡下落滑块的挡板。
6.根据权利要求1所述的验证机械能守恒实验的演示装置，其特征在于：第一检测组件与第二检测组件分别安装在安装架上，轨道的侧部设有沿其长度方向延伸的“T”形槽条，槽条内部卡设有螺栓，螺栓的螺纹段往外延伸并穿过安装架上的通孔，并经螺母锁紧定位。
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| CN202121290495.8U CN215730436U (zh) | 2021-06-10 | 2021-06-10 | 一种验证机械能守恒实验的演示装置 |
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2021
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