擺動式平拋運動多用儀的製作方法
2023-05-03 02:05:11 1
專利名稱：擺動式平拋運動多用儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及通過平拋入射球與靶球發生水平方向上的對心碰撞一類物理實驗儀器。
現行同一類型的儀器是國家教委審定的《J2135型碰撞實驗器》。它由於有「支球柱」的存在，使得兩球不可能在等高線上發生碰撞；兩球碰撞時要受到支球柱的衝量；支球柱上的凹坑迫使靶球作斜上拋運動。儀器存在嚴重的系統誤差。實驗操作和描點方法又帶來較大的偶然誤差。實驗結果誤差很大，往往令學生對實驗驗證的物理規律難以置信。
本實用新型旨在淘汰《J2135型碰撞實驗器》，並取而代之，以加強物理實驗教學。
本實用新型的實質是在結構上排除產生系統誤差的因素，實現兩球作等高、對心和在水平方向上遵守動量守恆規律的碰撞，大幅度地減小實驗誤差。
下面結合「說明書附圖」對本實用新型上述實質的實現作出說明。
圖1是整圖，圖2是分圖。
如圖2所示，兩隻夾具(由鋼條1或2、夾球片5、轉軸13配重12組成)分別將入射球3和靶球4夾住，懸掛在上蓋14上的夾具支承軸座6上。兩隻夾具自然下垂靜止在平衡位置時，兩球接觸而互不擠壓，且對心處於同一水平線上。稜形分離器7、8懸掛在兩球上方，被兩隻夾具的四根鋼條1、2夾在中間。靶球由於有阻擋板9的阻擋，仍處於平衡位置。入射球被稜形分離器後端推開稍稍偏離平衡位置，兩球之間便出現了約3mm的間隙。實驗時，首先使入射球隨夾具偏離稜形分離器，向上擺動到支柱15上的某一定位釘11處，用釋放杆10抬起夾具，並自下而上緊靠定位釘，使入射球處於靜止狀態；然後動作十分利索地抽去釋放杆，入射球隨夾具下擺，夾具上的兩根鋼條超前於入射球，與稜形分離器後端7相碰撞，兩根鋼條1被稜形分離器後端衝開，入射球3獲得釋放，且依慣性向水平方向拋出。與此同時，稜形分離器的前端8與阻擋板9兩面夾攻把夾住靶球的夾具上的兩根鋼條2衝開，靶球也獲得釋放，且處於速度為零的狀態。緊接著就發生了稍稍滯後一點點的兩球的碰撞。毫無疑問，兩球的碰撞是完全符合等高、對心和在水平方向上動量守恆這些條件的，其實驗誤差(關於彈性碰撞的動量守恆的誤差只有0.78％)獲得大幅度的減小，也是在預料之中的。
本實用新型對兩球平拋落地點位置的確定，摒棄了《J2135型碰撞實驗器》所採用的缺點較多的「複寫紙」描點法，採用了由本人發明的，在1986年獲得國家教委頒發的全國首屆優秀自製教具評選二等獎的《平拋運動描跡器》描點。
圖1中的描點器18平放在盛球盒17上。兩球落在描點器上，就會把阻擋鋼球的紙條(每一條約2mm寬，一邊是固定的，一邊是可動的)擊落下去(紙條不會被擊斷，仍可自下而上推回原處，繼續使用)，被擊落紙條的總寬度，即為鋼球的直徑長度，其中點即為球心的位置。這一方法，描點準確，使用方便。
本實用新型在做完全非彈性碰撞實驗時，摒棄了傳統的「膠布粘結法」(粘結成功率低，而且只能使用一次)，採用了新型材料「尼綸扣」來粘結，兩球碰撞時，一接觸便粘合，而且經久耐用，極大地提高了實驗的成功率。
本實用新型可用於做《彈性碰撞》、《非彈性碰撞》、《完全非彈性碰撞》、《平拋豎落》和《平拋描跡》五個實驗。它的實驗誤差之小，實驗時間之短，實驗效果之好，是其它現行的同類用途和部分同類用途的儀器無法比擬的。
本實用新型投入批量生產是很容易的，材料易得，加工設備有幾臺小型的車床，鑽床即可，在工藝上對照手工試製品作些改進，就可以成批的生產出比手工試製品更好的產品，其實驗誤差會更小，實驗效果會更好，這也是毫無疑義的。
權利要求1.一種擺動式平拋運動多用儀，它的特徵在於各由兩根鋼條、兩片夾球片、一根轉軸和一塊配重鐵塊組成的兩隻夾具1、2分別將入射球3和靶球4夾住，通過轉軸懸掛在上蓋14上的夾具支承軸座6上，兩轉軸軸心間的距離等於兩球半徑之和，兩夾具自然下垂靜止在平衡位置時，兩球接觸而互不擠壓，且對心處於同一水平線上；由一塊稜形金屬塊、兩根鋼條和一根轉軸組成的稜形分離器，通過轉軸懸掛在夾具支承軸座6上兩夾具的中間，其稜形金屬塊被兩夾具的四根鋼條對稱夾在中間，且平放在兩球的上方；靶球由於其夾具2有阻檔板9阻擋，仍處於平衡位置；入射球則由於其夾具1被稜形分離器的稜形金屬塊後端7推開偏離平衡位置約3mm，兩球之間也就出現了約3mm的間隙。
專利摘要擺動式平拋運動多用儀是一種物理實驗儀器。它是將入射球3懸掛並偏離平衡位置後，再向下擺動至平衡位置時，其夾具上的兩根鋼條1，超前被稜形分離後端7衝開，入射球獲得釋放而水平拋出。與此同時，稜形分離器前端8與阻擋板9配合，將懸掛靶球4的夾具上的兩根鋼條2衝開，靶球也獲得釋放，且處於速度為零的狀態。緊接著兩球便發生等高、對心和水平方向動量守恆的碰撞，其實驗效果遠遠優於現行同類用途的儀器。
文檔編號G09B23/08GK2261057SQ9523748
公開日1997年8月27日 申請日期1995年8月28日 優先權日1995年8月28日
發明者劉賜蘭 申請人:劉賜蘭