機械能守恆試驗儀的製作方法
2023-06-09 13:22:56 2
專利名稱：機械能守恆試驗儀的製作方法
技術領域：
機械能守恆試驗儀技術領域[0001]本實用新型涉及一種機械能守恆試驗儀，屬於教育器材領域。
背景技術：
[0002]機械能守恆試驗儀的實驗原理為在只有重力做功的條件下，當物體的動能和勢 能相互發生轉化時，機械能的總量保持不變，即勢能EP與動能EK之和為一常量，這一結論 稱為機械能守恆定律。[0003]機械能守恆通過擺柱(球)法和斜軌法來驗證，所述擺柱(球)法為金屬柱體做成 單擺，可用以研究在擺動過程中任意時刻的動能和勢能的關係，當擺柱(球)通過光電門時 測定擺柱(球)在該位置的瞬時速度，擺柱(球)的高度則由刻度線讀出，以此研究動勢能的 轉化規律。所述斜軌法為將小車置於傾斜的導軌上，由於重力作用使小車向下滑動。在滑 動過程中，其勢能逐漸減小，動能逐漸增大，但小車的勢能與動能之和基本保持不變。[0004]現有技術中的擺柱(球)法，擺錘(球)組件使用可上下伸縮的線繩做為擺條(線)， 摩擦力大，測量精度低，誤差率大，可重複性差，不能滿足高精確率的教學領域應用。實用新型內容[0005]本實用新型所要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提供一種減小摩擦力、 提高測量精度、降低誤差率、可重複性高的機械能守恆試驗儀。[0006]為了解決以上技術問題，本實用新型提供機械能守恆試驗儀，包括鐵架臺、面板和 擺錘組件；所述鐵架臺包括固定在底座上的杆件，所述面板固定在所述杆件上，所述面板為 一半圓形板體，並沿半圓形板體圓周方向設有實驗數據標識；所述擺錘組件包括擺頭、擺條 和擺錘，所述擺頭固定在所述面板的圓心位置處，所述擺條頂端通過一個滾珠軸承連接擺 頭，並以滾珠軸承為基點左右擺動，所述擺條底端固定連接所述擺錘。[0007]本實用新型技術方案的進一步限定為，所述面板上的實驗數據標識為高度標識。[0008]進一步地，所述擺條為淬火鋼絲。[0009]進一步地，所述擺錘的材質為不鏽鋼。[0010]進一步地，所述擺錘為圓柱形。[0011]進一步地，所述擺條的直徑為1mm。[0012]進一步地，所述鐵架臺包括底座和支撐杆，所述支撐杆固定安裝在所述底座上。[0013]進一步地，所述面板組件通過蝶形螺母和尼龍卡扣固定在所述鐵架臺上。[0014]進一步地，所述面板組件的材料為亞克力板。[0015]本實用新型的有益效果是本實用新型所述的機械能守恆試驗儀，在擺頭頂端設 置滾珠軸承，減小擺條在搖擺過程中的摩擦力，提高測量精度；擺條使用不可上下伸縮的細 鋼絲，減小拉直分力，提高實驗的往復性；並且，本試驗儀簡單實用、容易組裝、實驗穩定、精 確度高、誤差小。
[0016]圖1為本實用新型的所述的機械能守恆試驗儀的結構示意圖；[0017]圖2為本實用新型所述的擺錘組件的結構示意圖。[0018]其中[0019]1、鐵架臺；2、面板組件；3、擺錘組件；4、擺頭；5、滾珠軸承；[0020]6、擺條；7、擺錘。
具體實施方式
[0021]實施例1[0022]本實施例提供的機械能守恆試驗儀，結構如圖1所示，包括鐵架臺1、面板組件2和 擺錘組件3。[0023]鐵架臺I包括底座和支撐杆，支撐杆固定安裝在底座上，用於對機械能守恆試驗 儀提供支撐作用。[0024]面板組件2通過蝶形螺母和尼龍卡扣固定在所述鐵架臺上，為一半圓形、帶有刻 度的實驗面板，材料為乳白色不透明亞克力板，厚度為4mm。面板組件2對機械能守恆試驗 儀提供標示作用。[0025]擺錘組件3固定在所述面板組件上，包括擺頭4、擺條6和擺錘7。擺頭4頂端設 置滾珠軸承5，滾珠軸承5通過螺絲固定在擺頭4上。擺條6為淬火鋼絲，直徑為1mm，其一 端與擺頭6連接，另一端與擺錘7連接。擺錘7為不鏽鋼的圓柱形，通過擺錘的往復搖擺， 來驗證機械能守恆。[0026]本實用新型所述的機械能守恆試驗儀的安裝方法為首先用蝶形螺母和尼龍卡扣 將面板組件2固定到鐵架臺I的支撐杆上；其次將擺錘組件3固定到面板組件上；在實驗 時，將光電門固定安裝於面板組件一邊的合適高度處，使擺錘7擺動時能順利通過光電門， 注意光電門安裝的方向應與面板組件上刻度盤的刻度線一致。[0027]利用教材專用軟體對本實用新型所述的機械能守恆試驗儀的實驗結果進行檢測 的步驟包括[0028](I)按照上述安裝方法安裝機械能守恆試驗儀，將光電門安裝在兩個不同高度上， 不能間隔太遠；[0029](2)打開實驗系統軟體，單擊「教材專用軟體」，選擇「驗證機械能守恆定律」實驗模 板，對光電門進行設置實驗類型「直線運動」 「獨立測量」，選擇被測物理量「速度」 「動能」， 「光電門數據同步採集」，擺球直徑1. 5cm ；[0030](3)把擺錘拉至一定高度，點擊「開始」按鈕，同時釋放小球，採集結束後停止實 驗;[0031](4)手動輸入2個光電門的相對高度，得出誤差，進行分析；[0032](5)重複多次測量，進行比較，比較結果如表I所示。[0033]表I [0034]
權利要求1.機械能守恆試驗儀，其特徵在於，包括鐵架臺、面板和擺錘組件；所述鐵架臺包括固定在底座上的杆件，所述面板固定在所述杆件上，所述面板為一半圓形板體，並沿半圓形板體圓周方向設有實驗數據標識；所述擺錘組件包括擺頭、擺條和擺錘，所述擺頭固定在所述面板的圓心位置處，所述擺條頂端通過一個滾珠軸承連接擺頭，並以滾珠軸承為基點左右擺動，所述擺條底端固定連接所述擺錘。
2.根據權利要求1所述的一種機械能守恆試驗儀，其特徵在於，所述面板上的實驗數據標識為高度標識。
3.根據權利要求1所述的一種機械能守恆試驗儀，其特徵在於，所述擺條為淬火鋼絲。
4.根據權利要求1所述的機械能守恆試驗儀，其特徵在於，所述擺錘的材質為不鏽鋼。
5.根據權利要求1所述的機械能守恆試驗儀，其特徵在於，所述擺錘為圓柱形。
6.根據權利要求1所述的機械能守恆試驗儀，其特徵在於，所述擺條的直徑為1mm。
7.根據權利要求1所述的機械能守恆試驗儀，其特徵在於，所述鐵架臺包括底座和支撐杆，所述支撐杆固定安裝在所述底座上。
8.根據權利要求1所述的機械能守恆試驗儀，其特徵在於，所述面板組件通過蝶形螺母和尼龍卡扣固定在所述鐵架臺上。
9.根據權利要求1所述的機械能守恆試驗儀，其特徵在於，所述面板組件的材料為亞克力板。
專利摘要本實用新型公開了機械能守恆試驗儀，包括鐵架臺、面板和擺錘組件；所述鐵架臺包括固定在底座上的杆件，所述面板固定在所述杆件上，所述面板為一半圓形板體，並沿半圓形板體圓周方向設有實驗數據標識；所述擺錘組件包括擺頭、擺條和擺錘，所述擺頭固定在所述面板的圓心位置處，所述擺條頂端通過一個滾珠軸承連接擺頭，並以滾珠軸承為基點左右擺動，所述擺條底端固定連接所述擺錘。本實用新型簡單實用、容易組裝、實驗穩定、精確度高、誤差小。
文檔編號G09B23/10GK202855139SQ20122045108
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月6日 優先權日2012年9月6日
發明者王逾峰 申請人:江蘇蘇威爾科技有限公司