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向心实验器

阅读:211发布:2020-05-15

专利汇可以提供向心实验器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种物理学教学的实验仪器,向心 力 实验器,主要由底座(1)、 转轴 (14)和 横杆 (17)等构成。其特点是结构简单,试验直观,操作方便;动态的 向心力 可用静态的方法测量,外形对称, 稳定性 好,能保证长时间匀速旋转,测量数据准确,相对误差小,成本低廉,便于推广。,下面是向心实验器专利的具体信息内容。

1、一种向心实验器,由底座(1)、转轴(14)、横杆(17)、标尺(7)、游标(8)、触片(9)、触点(10)、砝码盘(11)、重锤(12)、弹力刻度尺(13)所构成,其特征在于转轴(14)与底座(1)是动连接,横杆(17)与转轴(14)是固定连接,横杆(17)上固定有可调整位置定位圈(15);二个重锤(12a、12b)上分别装有二个滚轮(21a、21b),滚轮(21a、21b)的中部开有R形的空槽,分别跨在横杆(17a、17b)上,定位圈(15)与重锤(12)之间用弹簧(16)连接,弹簧(16a)的一端装有一个指针(20);横杆(17a)一边的重锤(12a)下面装有砝码盘(11)和触点(10),在同一边的定位圈(15a)上装有弹力刻度尺(13)。
2、根据权利要求1所述的向心力实验器,其特征在于底座(1)上固定有标尺(7),标尺(7)上装有游标(8),游标(8)上固定有触片(9),底座(1)上还装有一只计数灯(19)和调速器(5)。
3、根据权利要求1所述的向心力实验器,其特征在于底座((1)内装有一只6伏直流电机,经小皮带轮、大皮带轮和皮筋把动力传递给转轴(14)。

说明书全文

本实用新型涉及一种物理学教学实验仪器,确实地说是一种向心实验器

向心力实验是高级中学物理课的重要实验之一,向心力公式是F=mω2r,ω=2πn,所以,公式可写成F=4π2n2mr。验证公式就要求准确测出向心力F、转速n、质量m、半径r,并要求这个物理量可变。由于现有的向心力实验器是手动的,就很难较精确地测定这些物理量。由于用手扭动转轴,重物挂在横杆下,横杆与转轴为一体,手扭动时,转速时快时慢,手一松,由于摩擦阻力作用,转速就逐渐变小,不能保证物体作匀速园周运动;转速不能稳定,向心力、转动半径即随之变化,最后测出的向心力到底是多大转速时的向心力不能确定。其次,计时和测转数是凭眼睛观察重物所在位置,所以,很难同步,增加学生做实验的难度。再次,重物在横杆上滑动时,摩擦力太大,使测出的弹簧弹力偏离向心力的真实值太大。此外,手动式向心力实验器,由于转速是变化的,手一停止用力,转速即变小,向心力随之变小,弹簧随之缩短,而测定转速时必须有一段时间,在这段时间内,重物的转动半径就有一个变化的范围,这样,半径测量误差就大。

本实用新型的目的是要提供一种以电力驱动的向心力实验仪器, 它能达到测定的实验数据精确,使用方便的目的。

本实用新型的目的是这样实现的:

一种向心力实验器,由底座(1)、转轴(14)、横杆(17)、标尺(7)、游标(8)、触片(9)、触点(10)、砝码盘(11)、重锤(12)、弹力刻度尺(13)所构成,其特征在于转轴(14)与底座(1)是动连接,横杆(17)与转轴(14)是固定连接,横杆(17)上固定有可调整位置的定位圈(15);二个重锤(12a、12b)上分别装有二个滚轮(21a、21b),滚轮(21a、21b)的中部开有R形的空槽,分别跨在横杆(17a、17b)上,定位圈(15)与重锤(12)之间弹簧(16)连接,弹簧(16a)的一端装有一个指针(2c);横杆(17a)一边的重锤(12a)下面装有砝码盘(11)和触点(10),在同一边的定位圈(15a)上装有弹力刻度尺(13)。

底座(1)上固定有标尺(7),标尺(7)上装有游标(8),游标(8)上固定有触片(9);底座(1)上还装有一只计数灯(19)和调速器。

底座(1)内装有一只6伏直流电机,经小皮带轮、大皮带轮和皮筋把动力传递给转轴(14)。底座内还装有8欧姆电动喇叭 一只。

调节转速的调速器(5)是线绕变阻器。

本实验器采用6伏直流电源,由直流小电机带动转轴旋转,从而带动横杆(17)和重锤(12)旋转,用线绕变阻器作为调速器进行无级调节转速,保证重锤作匀速园周运动,且转速连续可调,可在某一转速下稳定地测出转速,向心力和半径。

本实验器每转一转,计数灯(19)即闪光一次,记录转动转数,当转速为某一确定值时,重锤(12)下的触点(10)(触点在重锤重心的重力作用线上)与游标(8)上的触片(9)每转一转都接触一次,同时,导通电源,电动喇叭发声一次,这时,实验器处于动平衡状态,转动的半径不变,转速不变,向心力不变;如随喇叭的发声,按动表,记录转动20转所需时间,转数/时间=转速,就可以准确测出转速n;游标(8)在标尺(7)指示的读数就是重锤(12)做匀速园周运动的半径r。

本实用新型的重锤(12)在横杆(17)上,采用滚轮((21)摩擦,使摩擦阻力减小到可以忽略不计;转动时重锤(12)所需的向心力就是弹簧(16)拉长时所产生的弹力;测向心力时,切断电机电源,等实验器停止后,用手平拉动重锤(12),使重锤下触点(10)和游标上触片(9)接触,喇叭 发音,这时,弹簧(16a)上的指针(20)所指的弹力刻度尺(13)的数,就是重锤(12)转动时所需的向心力F的大小;也可用变换定位圈(15)在横杆(17)上的位置或改变转动半径的两种方法来改变向心力的大小。

本实用新型的优点是:能保证长时间匀速旋转,测量数据准确,相对误差小,结构简单,操作方便,试验直观,外形对称稳定性好,成本低廉,容易制造。

附图1:向心力实验器结构示意图

附图2:向心力电路

1.底座;2.底脚;3.接线柱;4.电键;        5.调速器;6.水平仪;7.标尺;8.游标;9.触片;1.0.触点;1.1.砝码盘;1.2.重锤;1.3.弹力刻度尺;1.4.转轴;1.5.定位圈;1.6.弹簧;1.7.横杆;1.8.电源指示灯;1.9.计数灯;2.0.指针;2.1.滚轮。

实施例

底座(1)用塑料压制而成,它的下面装有3只可调高度的底脚(2),它的上面装有水平仪(6),以调整水平;底座(1)正中有轴套,轴套正中安装转轴(14),轴套采用滚珠轴承,使转轴(14)在轴套中旋转灵活;标尺(7)的零点在转轴(14) 的中心线上,标尺(7)从3厘米处开始到19.5厘米为止;游标(8)装在标尺(7)上,并可以在上面移动,游标(8)上装有用0.16毫米的薄片做成的触片(9);底座(1)的平台上还装有计数灯(19)、电源指示灯(18)和调速器(5);底座内部装有6伏直流小电机,8欧姆小喇叭,电机上装有直径8毫米的小皮带轮,转轴(12)上装有大皮带轮,由皮筋传动;横杆、定位圈、滚轮、重锤、弹簧和指针等,如图1所示安装而成。

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