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一种探究重力 加速度的物理实验装置

阅读：937发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种探究重力加速度的物理实验装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种探究重力加速度的物理实验装置，包括承重座、侧墙板、悬挂板、真空筒、计时器、电磁机构、即停机构和测速机构，所述侧墙板的底部与承重座顶部的左侧固定焊接，所述悬挂板底部的左侧与侧墙板的顶部固定焊接，所述真空筒的底部通过强力胶水与承重座的顶部固定连接，所述计时器设置在悬挂板顶部的中部，所述电磁机构设置在悬挂板的底部，所述即停机构设置在真空筒内腔的底部，所述测速机构与安装在侧墙板的右侧，该探究重力加速度的物理实验装置,在进行实验的时候只需要控制一下启停开关即可，不需要额外的多余操作，简单明了且操作便捷，尽可能的减少人为主观因素带来的影响，进而提高整个实验数据的精确度。，下面是一种探究重力加速度的物理实验装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种探究重力加速度的物理实验装置，其特征在于：包括承重座(1)、侧墙板(2)、悬挂板(3)、真空筒(4)、计时器(5)、电磁机构(6)、即停机构(7)和测速机构(8)，所述侧墙板(2)的底部与承重座(1)顶部的左侧固定焊接，所述悬挂板(3)底部的左侧与侧墙板(2)的顶部固定焊接，所述真空筒(4)的底部通过强力胶水与承重座(1)的顶部固定连接，所述计时器(5)设置在悬挂板(3)顶部的中部，所述电磁机构(6)设置在悬挂板(6)的底部，所述即停机构(7)设置在真空筒(7)内腔的底部，所述测速机构与(8)安装在侧墙板(2)的右侧。
2.根据权利要求1所述的一种探究重力加速度的物理实验装置，其特征在于：所述真空筒(4)外圈的正面与背面均设置有刻度线(401)，所述真空筒(4)的内腔活动放置有实验球(402)。
3.根据权利要求1所述的一种探究重力加速度的物理实验装置，其特征在于：所述电磁机构(6)包括保护罩(601)、电池盒(602)、控制开关(603)、磁吸块(604)、垂直筒(605)、塑料弹簧(606)和撞击针(607)，所述保护罩(601)的顶部与悬挂板(3)的底部固通过螺栓连接，所述电池盒(602)设置在悬挂板(3)内腔的右侧，所述控制开关(603)贯穿式安装在悬挂板(3)顶部的右侧，所述磁吸块(604)垂直安装在保护罩(601)内腔的中部，所述垂直筒(605)的底部贯穿式安装在保护罩(601)的顶部，所述塑料弹簧(606)的底部与垂直筒(605)内壁的底部固定焊接，所述撞击针(607)外侧的中部与塑料弹簧(606)内圈的顶部固定焊接。
4.根据权利要求1所述的一种探究重力加速度的物理实验装置，其特征在于：所述即停机构(7)包括密封塞(701)、缓冲台(702)、冲击板(703)、传导柱(704)和停止针(705)，所述密封塞(701)的外壁通过胶水与真空筒(4)内壁的底部连接，所述缓冲台(702)贯穿安装在密封塞(701)顶部的中部，所述冲击板(703)的顶部与缓冲台(702)的底部活动连接，所述冲击板(703)的底部与传导柱(704)的底部可旋转式安装，所述停止针(705)的左侧与传导柱(704)的顶部可旋转式安装。
5.根据权利要求1所述的一种探究重力加速度的物理实验装置，其特征在于：所述测速机构(8)包括升降安装板(801)、激光测速仪(802)、调节垂直槽(803)、螺纹卡栓(804)和固定帽(805)，所述升降安装板(801)的左侧搭接在侧墙板(2)的右侧面上，所述激光测速仪(802)通过螺栓安装在升降安装板(801)的右侧，所述调节垂直槽(803)开设在侧墙板(2)右侧的中部，所述螺纹卡栓(804)的右侧与升降安装板(801)的左侧固定焊接，所述固定帽(805)套接在螺纹卡栓(804)的外圈上。
6.根据权利要求1所述的一种探究重力加速度的物理实验装置，其特征在于：所述计时器(5)为数字计时器，所述计时器(5)的底部设置有启停按钮(501)，所述计时器(5)的左侧面设置有暂停按钮(502)。

说明书全文

一种探究重力 加速度的物理实验装置

技术领域

[0001] 本发明涉及物理实验教学技术领域，具体为一种探究重力加速度的物理实验装置。

背景技术

[0002] 重力加速度是一个物体受重力作用的情况下所具有的加速度，也叫自由落体加速度，用g表示，方向竖直向下，其大小由多种方法可测定，例如落球法和钟摆法等，重力加速度通常指地面附近物体受地球引力作用在真空中下落的加速度，记为g，其数近似值一般取9.8m/s2与10m/s2两种。

[0003] 落球法测重力加速度，原理简单，比较宜观，但是这种测量重力加速度的方式有一个明显的缺陷，即用这种方法球下落的时间短,计时是实验成败的关键，如果利用手控秒表计时,误差较大，如果用光电管结合毫秒表计时，不仅麻烦，而且造价也较高，当然，落体法测重力加速度是所有方法中最直接而又简单的方法，可以作为物理实验课中的一个实验项目，为了保证一个较为理想的实验环境，往往需要在一个类真空的环境中进行实验，同时如何控以及精准测量落球下坠时间便成了影响重力加速度测量实验的重要因素。

发明内容

[0004] (一)解决的技术问题

[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种探究重力加速度的物理实验装置，解决了重力加速度测实验过程中下坠时间测量难以把控造成实验数据误差过大或者是实验成本相对较高无法很好进行普及使用的问题。

[0006] (二)技术方案

[0007] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种探究重力加速度的物理实验装置，包括承重座、侧墙板、悬挂板、真空筒、计时器、电磁机构、即停机构和测速机构，所述侧墙板的底部与承重座顶部的左侧固定焊接，所述悬挂板底部的左侧与侧墙板的顶部固定焊接，所述真空筒的底部通过强力胶水与承重座的顶部固定连接，所述计时器设置在悬挂板顶部的中部，所述电磁机构设置在悬挂板的底部，所述即停机构设置在真空筒内腔的底部，所述测速机构与安装在侧墙板的右侧。

[0008] 优选的，所述真空筒外圈的正面与背面均设置有刻度线，所述真空筒的内腔活动放置有实验球，这里的真空筒由于环境因素以及内部需要设置即停机构，因此只能够做到类真空，但是相较于非真空环境来说，还是能够做到降低空气阻力所带来的影响。

[0009] 优选的，所述电磁机构包括保护罩、电池盒、控制开关、磁吸块、垂直筒、塑料弹簧和撞击针，所述保护罩的顶部与悬挂板的底部固通过螺栓连接，所述电池盒设置在悬挂板内腔的右侧，所述控制开关贯穿式安装在悬挂板顶部的右侧，所述磁吸块垂直安装在保护罩内腔的中部，所述垂直筒的底部贯穿式安装在保护罩的顶部，所述塑料弹簧的底部与垂直筒内壁的底部固定焊接，所述撞击针外侧的中部与塑料弹簧内圈的顶部固定焊接。

[0010] 优选的，所述即停机构包括密封塞、缓冲台、冲击板、传导柱和停止针，所述密封塞的外壁通过胶水与真空筒内壁的底部连接，所述缓冲台贯穿安装在密封塞顶部的中部，所述冲击板的顶部与缓冲台的底部活动连接，所述冲击板的底部与传导柱的底部可旋转式安装，所述停止针的左侧与传导柱的顶部可旋转式安装，缓冲台的设置，不仅仅是为了能够即时的将力进行传导使得计时器停止计时，还可以为实验球在最后下坠时候提供缓冲减速，保证实验设备的稳定性。

[0011] 优选的，所述测速机构包括升降安装板、激光测速仪、调节垂直槽、螺纹卡栓和固定帽，所述升降安装板的左侧搭接在侧墙板的右侧面上，所述激光测速仪通过螺栓安装在升降安装板的右侧，所述调节垂直槽开设在侧墙板右侧的中部，所述螺纹卡栓的右侧与升降安装板的左侧固定焊接，所述固定帽套接在螺纹卡栓的外圈上，通过螺纹卡栓和固定帽将激光测速仪设置成可以进行上下移动的模式，主要是为了在长时间使用之后缓冲台的位置有所变化，方便进行激光位置的调整，避免测量数据有偏差，激光测速仪的型号多种多样，需要根据实验装置的比例大小来进行选取，同时还可以根据生产制造的成本来选取不同型号的激光测速仪。

[0012] 优选的，所述计时器为数字计时器，所述计时器的底部设置有启停按钮，所述计时器的左侧面设置有暂停按钮，计时器直接采用市面上电子手表的元器件，显示屏幕根据实验装置的大小进行合理的比例更换，并且在内部进行线路延伸，将原先的按钮位置进行改变，侧面的暂停按钮正对着停止针，同样的，启停按钮的底部正对着撞击针的顶部。

[0013] (三)有益效果

[0014] 本发明提供了一种探究重力加速度的物理实验装置。具备以下有益效果：

[0015] (1)、该探究重力加速度的物理实验装置，在进行实验的时候只需要控制一下启停开关即可，不需要额外的多余操作，简单明了且操作便捷，尽可能的减少人为主观因素带来的影响，进而提高整个实验数据的精确度。

[0016] (2)、该探究重力加速度的物理实验装置，采用电磁控制的方式来对实验球进行顶端位置固定，在实验球下坠的时候可以做到即刻动下坠动作的发生，磁力的瞬间消失可以保证初始速度为零且没有任何干扰因素的存在。

[0017] (3)、该探究重力加速度的物理实验装置，计时器采的两个控制按钮分别与电磁机构以及冲击机构相连接，在下坠的瞬间开始计时且在掉落到最低端的时候可以即时停止即时，大大缩短了相较于人工计时的反应时间以及降低了用光电管结合毫秒表计时的成本。附图说明

[0018] 图1为本发明结构示意图。

[0019] 图2为本发明承重座正面剖视图。

[0020] 图3为本发明保护罩正面剖视图。

[0021] 图4为本发明悬挂板正面剖视图。

[0022] 图中：1 承重座、2 侧墙板、3 悬挂板、4 真空筒、401 刻度线、402 实验球、5 计时器、501 启停按钮、502 暂停按钮、6 电磁机构、601 保护罩、602 电池盒、603 控制开关、604 磁吸块、605 垂直筒、606 塑料弹簧、607 撞击针、7 即停机构、701 密封塞、702 缓冲台、703 冲击板、704 传导柱、705 停止针、8 测速机构、801 升降安装板、802 激光测速仪、
803 调节垂直槽、804 螺纹卡栓、805 固定帽。

具体实施方式

[0023] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0024] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0025] 请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种探究重力加速度的物理实验装置，包括承重座1、侧墙板2、悬挂板3、真空筒4、计时器5、电磁机构6、即停机构7和测速机构8，侧墙板2的底部与承重座1顶部的左侧固定焊接，悬挂板3底部的左侧与侧墙板2的顶部固定焊接，真空筒4的底部通过强力胶水与承重座1的顶部固定连接，计时器5设置在悬挂板3顶部的中部，电磁机构6设置在悬挂板6的底部，即停机构7设置在真空筒7内腔的底部，测速机构与8安装在侧墙板2的右侧，真空筒4外圈的正面与背面均设置有刻度线401，真空筒4的内腔活动放置有实验球402，这里的真空筒4由于环境因素以及内部需要设置即停机构7，因此只能够做到类真空，但是相较于非真空环境来说，还是能够做到降低空气阻力所带来的影响，电磁机构6包括保护罩601、电池盒602、控制开关603、磁吸块604、垂直筒605、塑料弹簧606和撞击针607，保护罩601的顶部与悬挂板3的底部固通过螺栓连接，电池盒602设置在悬挂板3内腔的右侧，控制开关603贯穿式安装在悬挂板3顶部的右侧，磁吸块604垂直安装在保护罩601内腔的中部，垂直筒605的底部贯穿式安装在保护罩601的顶部，塑料弹簧606的底部与垂直筒605内壁的底部固定焊接，撞击针607外侧的中部与塑料弹簧606内圈的顶部固定焊接，即停机构7包括密封塞701、缓冲台702、冲击板703、传导柱704和停止针705，密封塞701的外壁通过胶水与真空筒4内壁的底部连接，缓冲台702贯穿安装在密封塞701顶部的中部，冲击板703的顶部与缓冲台702的底部活动连接，冲击板703的底部与传导柱704的底部可旋转式安装，停止针705的左侧与传导柱704的顶部可旋转式安装，缓冲台702的设置，不仅仅是为了能够即时的将力进行传导使得计时器5停止计时，还可以为实验球402在最后下坠时候提供缓冲减速，保证实验设备的稳定性，测速机构8包括升降安装板801、激光测速仪
802、调节垂直槽803、螺纹卡栓804和固定帽805，升降安装板801的左侧搭接在侧墙板2的右侧面上，激光测速仪802通过螺栓安装在升降安装板801的右侧，调节垂直槽803开设在侧墙板2右侧的中部，螺纹卡栓804的右侧与升降安装板801的左侧固定焊接，固定帽805套接在螺纹卡栓804的外圈上，通过螺纹卡栓804和固定帽805将激光测速仪802设置成可以进行上下移动的模式，主要是为了在长时间使用之后缓冲台的位置有所变化，方便进行激光位置的调整，避免测量数据有偏差，激光测速仪802的型号多种多样，需要根据实验装置的比例大小来进行选取，同时还可以根据生产制造的成本来选取不同型号的激光测速仪802，计时器5为数字计时器，计时器5的底部设置有启停按钮501，计时器5的左侧面设置有暂停按钮
502，计时器5直接采用市面上电子手表的元器件，显示屏幕根据实验装置的大小进行合理的比例更换，并且在内部进行线路延伸，将原先的按钮位置进行改变，侧面的暂停按钮502正对着停止针705，同样的，启停按钮501的底部正对着撞击针607的顶部。

[0026] 该探究重力加速度的物理实验装置使用时，直接将测量设备放置在演示或者是试验区域即可，首先对激光测速仪802、计时器5以及电磁机构6进行检测，看看是否有电，没有电的话需要进行电池更换或者是充电操作，然后便是进行正常的重力加速度实验，静止状态的时候实验球402位于真空筒4内腔的顶部，且受到磁吸块604的吸引静置在真空筒4的内腔，此时纪录下激光测速仪802激光束的位置，即刻度线401的数值为h，计时器5的显示数值为0，然后操作控制开关603，将电磁机构6进行断电操作，在断电的瞬间，磁吸块604失去磁力，实验球402受到地球引力的作用向下坠落，撞击针607失去吸力之后由塑料弹簧606瞬间推向启停按钮501并撞击在其表面，计时器5也在这瞬间进行计时，当实验球402短暂的下落之后经过激光测速仪802的激光束瞬间冲击在缓冲台702上，缓冲台702通过冲击板703撞击着传导柱704，传导柱704瞬间推动着停止针705撞击在暂停按钮502上，此时激光测速仪802得到瞬时速度V1，然后计时器5上得出下坠时间t1，由于初始的实验球402速度为0，因此根据记录下各个数据之后便可以由公式g＝V1/t1，在生产制造的时候还需要根据即停机构7以及撞击针607的反应时间进行时间差的计算，即根据瞬时速度V1和下坠高度h来进行计算g＝V12/2h，t1＝2h/V1，出厂之前需要计算两种重力加速度的数值以及下坠时间是否存在误差，若有时间误差需要在设备上安装上名牌来进行时间差的标注，方便购买者使用。

[0027] 综上所述，该探究重力加速度的物理实验装置，在进行实验的时候只需要控制一下启停开关即可，不需要额外的多余操作，简单明了且操作便捷，尽可能的减少人为主观因素带来的影响，进而提高整个实验数据的精确度。

[0028] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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