一種自由落體演示器制造技術

一種自由落體演示器。絕緣底座上固定有“∏”形支架，支架用有機玻璃制成。在“∏”形支架的上部固定電磁鐵，通過電源控制其通電和斷電，通電時電磁鐵把金屬球吸住，斷電瞬間金屬球自由下落。在“∏”形支架的左、右立板內側，安裝有銅絲網，在“∏”形支架立板的一側銅絲網上覆蓋一條和銅絲網同樣尺寸的白紙。實驗時，首先接通高壓發生器開關，輸出約50千伏的高電壓，然后再斷開電磁鐵開關，金屬球自由下落，在球下落的路徑上，每隔0.02秒高壓發生器產生一次高壓，通過金屬球與兩金屬網產生一次火花放電，使得右側立板上的白紙被電火花擊穿，從而在白紙上留下一個個黑點，和頻閃照相法所獲得小球在閃光瞬時所處的位置圖形相似。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種物理實驗裝置及實驗方法，用于一種自由落體演示的實驗研
技術介紹
不受任何阻力，只在重力作用下而降落的物體，叫“自由落體”。如在地球引力作用下由靜止狀態開始下落的物體。地球表面附近的上空可看作是恒定的重力場。如不考慮大氣阻力，在該區域內的自由落體運動是勻加速直線運動。其加速度恒等于重力加速度g。雖然地球的引力和物體到地球中心距離的平方成反比，但地球的半徑遠大于自由落體所經過的路程，所以引力在地面附近可看作是不變的，自由落體的加速度即是一個不變的常量。它是初速為零的勻加速直線運動。驗證自由落體運動是初速為零的勻加速直線運動，在實踐中有很多方法，如利用打點計時器法讓小球帶動紙帶自由下落，通過打點計時器在紙帶上打下點，然后在紙帶上連續相同的時間內標上S1、S2、S3、S4等，計算是否滿足S2-S1 = S3-S2 = S4-S3，若滿足，即可驗證由落體運動是初速為零的勻加速直線運動，這種方法主要缺點是紙帶摩擦阻力大， 測量不準確。還有頻閃照相法，需要較多設備才能在課堂上直接演示，成本高，不利于學生親自動手操作，近距離體驗。本技術利用簡單的材料和較普通設備，制成自由落體演示器，很容易的完成上述實驗。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種自由落體演示裝置及實驗方法，物理意義清晰明確。本技術的目的是這樣實現的采用圖1所示的裝置，絕緣底座1上固定有“Π” 形支架2，支架用有機玻璃制成。在“Π”形支架的上部固定電磁鐵5，通過電源控制其通電和斷電，通電時電磁鐵把金屬球6吸住，斷電瞬間金屬球6自由下落。在“Π”形支架的左、 右立板內側，安裝有銅絲網3(如圖2)，在“Π”形支架立板的一側(如右側)銅絲網上覆蓋一條和銅絲網同樣尺寸的白紙7。整體裝置要保證“Π”形支架和底座垂直，左、右二立板互相平行，以保證金屬球自由下落時不會和兩邊相碰，垂直下落。有機玻璃支架2寬20毫米，高160毫米，厚度約3毫米。銅絲網3與白紙7尺寸相當，尺寸略小于有機玻璃支架2。附圖說明圖1為演示自由落體的實驗裝置及實驗方法結構示意圖；1、絕緣底座，2、有機玻璃支架，3、銅絲網，4、電源接線柱，5、電磁鐵，6、金屬球，7、 白紙。圖2為金屬銅網。圖3為印有標尺刻度的白紙。具體實施方式按圖1所示將自由落體演示實驗器安裝好，銅絲網垂直平整，保證金屬球能無刮擦自由下落，電磁鐵電源用J1202型學生電源、電磁鐵用JM44型，高壓發生器用J1206型， 可以每隔0. 02秒產生一次高壓，高電壓加在左、右銅絲網上。如圖1所示，實驗時，首先接通高壓發生器開關，調節高壓發生器使其輸出約50千伏的高電壓，穩定后再斷開電磁鐵開關，金屬球自由下落，在金屬球自由下落的路徑上，每隔0. 02秒高壓發生器產生一次高壓，通過金屬球與兩金屬網產生一次火花放電，使得覆蓋在右測立板上的白紙被電火花擊穿，從而在白紙上留下一個個黑點，即金屬球在放電瞬時所在的位置，和頻閃照相法所獲得小球在閃光瞬時所處的位置圖形相似，斷電后，取出固定在右板上的白紙，用處理紙帶的方法分析數據，如圖3所示，即可驗證自由落體運動是否為初速度為零的勻加速直線運動。該儀器具有如下優點(1)消除了用打點計時器法實驗時產生的摩擦影響，減少了空氣阻力的影響，測量準確；(2)操作簡單，能在課堂上直接演示實驗，學生能親自動手操作，有利于教學。(3)和頻閃照相法相比，成本低，經濟不發達地區也能實現。權利要求1. 一種自由落體演示器，其特征是絕緣底座(1)上固定有“Π”形有機玻璃支架0)， 在“Π”形支架的上部固定電磁鐵(5)；在“Π”形支架的左、右立板內側，安裝有銅絲網(3)， 在“Π”形支架立板的一側銅絲網( 上覆蓋一條和銅絲網同樣尺寸的白紙(7) ；“Π”形有機玻璃支架整體裝置和底座(1)垂直，左、右二立板互相平行；有機玻璃支架O)寬20毫米，高160毫米，厚度3毫米；銅絲網(3)與白紙(7)尺寸相同，尺寸略小于有機玻璃支架 ⑵的側立板。專利摘要一種自由落體演示器。絕緣底座上固定有“∏”形支架，支架用有機玻璃制成。在“∏”形支架的上部固定電磁鐵，通過電源控制其通電和斷電，通電時電磁鐵把金屬球吸住，斷電瞬間金屬球自由下落。在“∏”形支架的左、右立板內側，安裝有銅絲網，在“∏”形支架立板的一側銅絲網上覆蓋一條和銅絲網同樣尺寸的白紙。實驗時，首先接通高壓發生器開關，輸出約50千伏的高電壓，然后再斷開電磁鐵開關，金屬球自由下落，在球下落的路徑上，每隔0.02秒高壓發生器產生一次高壓，通過金屬球與兩金屬網產生一次火花放電，使得右側立板上的白紙被電火花擊穿，從而在白紙上留下一個個黑點，和頻閃照相法所獲得小球在閃光瞬時所處的位置圖形相似。文檔編號G09B23/10GK202331999SQ20112043538公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月7日 優先權日2011年11月7日專利技術者應雄純, 張曉英, 童丹丹 申請人:湖州師范學院本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：童丹丹，張曉英，應雄純，
申請(專利權)人：湖州師范學院，
類型：實用新型
國別省市：