一种自由落体物理实验仪以及物理实验教学系统技术方案

本发明专利技术提供的一种自由落体物理实验仪以及物理实验教学系统，包括主立板、真空罩、真空泵、罩顶和底板；真空罩密封设置在主立板的一侧，底板密封设置在真空罩的底端，罩顶可拆卸的密封安装在真空罩的顶端；主立板上设置有与真空罩的内腔贯通的密封机构，真空泵通过密封机构与真空罩的内腔连通；主立板或\和真空罩的内侧设置有定位计时器，并且罩顶设置有夹持机构；定位计时器包括显示器、控制器、第一探测头、第二探测头和探测头连接板；第一探测头和第二探测头与控制器电连接，控制器与显示器电连接；夹持机构包括至少两个夹持杆，多个夹持杆的中部相互活动连接，并通过该活动连接点将夹持杆分为夹持端与手持端。

【技术实现步骤摘要】
一种自由落体物理实验仪以及物理实验教学系统
本专利技术涉及物理实验仪器
，尤其是涉及一种自由落体物理实验仪以及物理实验教学系统。
技术介绍
不受任何阻力，物体只在重力作用下而降落的运动，叫“自由落体”。如在地球引力作用下由静止状态开始下落的物体，地球表面附近的上空可看作是恒定的重力场，如不考虑大气阻力，在该区域内的自由落体运动是匀加速直线运动，其加速度恒等于重力加速度g。虽然地球的引力和物体到地球中心距离的平方成反比，但地球的半径远大于自由落体所经过的路程，所以引力在地面附近可看作是不变的，自由落体的加速度即是一个不变的常量，它是初速为零的匀加速直线运动。测量重力加速度是物理实验中的一个基本项目，有很多种方法可以测得重力加速度，而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，但是，目前在物理实验课中，实施这个实验项目的时候，基本都是通过增大落体物的重量或缩小落体物的体积而减小阻力，事实上，这也会对试验的数据造成一定程度的影响，并且不能够直观的向学生展示在真空或具有空气阻力两种情况下自由落体运动的区别。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自由落体物理实验仪以及物理实验教学系统，以解决现有技术中存在的不能够直观的向学生展示自由落体运动的技术问题。本专利技术提供的一种自由落体物理实验仪，包括主立板、真空罩、真空泵、罩顶和底板；所述真空罩密封设置在所述主立板的一侧，所述底板密封设置在所述真空罩的底端，所述罩顶可拆卸的密封安装在所述真空罩的顶端；所述主立板上设置有与所述真空罩的内腔贯通的密封机构，所述真空泵通过所述密封机构与所述真空罩的内腔连通；所述主立板或\和所述真空罩的内侧设置有定位计时器，并且所述罩顶设置有夹持机构，用于夹持重力块；其中，所述定位计时器包括显示器、控制器、第一探测头、第二探测头和探测头连接板；所述第一探测头和所述第二探测头固定在所述探测头连接板的两端，并且所述第一探测头和所述第二探测头与所述控制器电连接，所述控制器与所述显示器电连接；其中，所述夹持机构包括至少两个夹持杆，多个所述夹持杆的中部相互活动连接，并通过该活动连接点将所述夹持杆分为夹持端与手持端；所述罩顶上设置有过孔，多个所述夹持杆穿过所述过孔，所述夹持端位于所述真空罩内，所述手持端位于所述真空罩外，并且所述过孔与所述夹持杆之间还填充有密封橡胶层。进一步的，在本专利技术的实施例中，所述密封机构包括设置在主立板上的密封孔以及设置在所述主立板夹层内的密封盖；其中，所述密封盖的一端活动连接在所述主立板的夹层内，可沿该活动连接点转动，露出或盖住所述密封孔。进一步的，在本专利技术的实施例中，所述夹层内设置有密封圈，所述密封圈位于所述夹层内且与所述密封孔对应；当所述密封盖盖住所述密封孔时，所述密封圈抵在所述密封盖的两侧。进一步的，在本专利技术的实施例中，所述主立板的外壁上设置有贯通所述主立板夹层的调节孔；所述调节孔内穿入有与所述密封盖连接的调节臂，用于调整所述密封盖与所述密封孔之间的开启或闭合。进一步的，在本专利技术的实施例中，所述夹持端或所述手持端设置有连接相邻所述夹持杆的弹性件，用于使所述夹持杆的夹持端弹性收缩。进一步的，在本专利技术的实施例中，所述夹持端或所述手持端设置有连接相邻所述夹持杆的弹性件包括：所述夹持端设置有多个弹簧，多个所述弹簧连接在相邻的所述夹持杆之间；或，所述手持端设置有多个弹片，多个所述弹片支撑在相邻的所述夹持杆之间。进一步的，在本专利技术的实施例中，所述夹持杆的夹持端设置有倒刺或磨砂面。进一步的，在本专利技术的实施例中，所述真空罩为圆筒型，且所述罩顶为与所述真空罩的形状相适配的圆形；所述罩顶与所述真空罩相螺纹旋合连接。进一步的，在本专利技术的实施例中，所述底板上设置有缓冲层。本专利技术还提供了一种物理实验教学系统，包括所述自由落体物理实验仪。在上述技术方案中，在物理课程的教学中，可以先将进行自由落体试验的重力块通过所述夹持机构夹持住，然后密封的安装在所述真空罩的顶端，由于所述真空罩的内腔此时已经形成密封空间，所以再通过密封机构将所述真空泵连通至真空罩的内腔，将真空罩的内腔抽成真空状态，就可以进行试验了。当真空罩的内腔形成真空状态后，通过夹持机构将重力块自由降落，在重力块的自由落体过程中，所述定位计时器会通过第一探测头和第二探测头分别探测到重力块经过所述第一探测头和第二探测头的距离和时间，并形成数据显示在所述显示器上，方便同学及老师观测。通过这种自由落体物理实验仪可以自由选择实施自由落体试验时的环境状态(即真空状态或非真空状态)，形成直观的对比效果，并且可以选择任意的测试物体，不限于重力块一种形式，所以试验的方式多种多样，结构简单，操作方便，试验精度高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一个实施例提供的自由落体物理实验仪的结构示意图；图2为本专利技术一个实施例提供的自由落体物理实验仪的局部示意图；图3为图2所示的自由落体物理实验仪的侧视图；图4为本专利技术一个实施例提供的夹持机构的结构示意图；图5为本专利技术另一个实施例提供的夹持机构的结构示意图；图6为本专利技术一个实施例提供的定位计时器的电路连接结构示意图。附图标记：0-重力块；1-主立板；2-真空罩；3-密封机构；21-罩顶；22-底板；31-密封孔；32-密封盖；33-密封圈；34-调节孔；35-调节臂；41-显示器；42-控制器；43-第一探测头；44-第二探测头；45-探测头连接板；51-夹持杆；52-夹持端；53-手持端；54-过孔；55-密封橡胶层；56-弹簧；57-弹片。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。图1为本专利技术一个实施例提供的自由落体物理实验仪的结构示意图；图6为本专利技术一个实施例提供的定位计时器的电路连接结构示意图。首先，如图1和图6所示，本实施例提供的一种自由落体物理实验仪，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自由落体物理实验仪，其特征在于，包括主立板(1)、真空罩(2)、真空泵、罩顶(21)和底板(22)；所述真空罩(2)密封设置在所述主立板(1)的一侧，所述底板(22)密封设置在所述真空罩(2)的底端，所述罩顶(21)可拆卸的密封安装在所述真空罩(2)的顶端；所述主立板(1)上设置有与所述真空罩(2)的内腔贯通的密封机构(3)，所述真空泵通过所述密封机构(3)与所述真空罩(2)的内腔连通；所述主立板(1)或\和所述真空罩(2)的内侧设置有定位计时器，并且所述罩顶(21)设置有夹持机构，用于夹持重力块(0)；其中，所述定位计时器包括显示器(41)、控制器(42)、第一探测头(43)、第二探测头(44)和探测头连接板(45)；所述第一探测头(43)和所述第二探测头(44)固定在所述探测头连接板(45)的两端，并且所述第一探测头(43)和所述第二探测头(44)与所述控制器(42)电连接，所述控制器(42)与所述显示器(41)电连接；其中，所述夹持机构包括至少两个夹持杆(51)，多个所述夹持杆(51)的中部相互活动连接，并通过该活动连接点将所述夹持杆(51)分为夹持端(52)与手持端(53)；所述罩顶(21)上设置有过孔(54)，多个所述夹持杆(51)穿过所述过孔(54)，所述夹持端(52)位于所述真空罩(2)内，所述手持端(53)位于所述真空罩(2)外，并且所述过孔(54)与所述夹持杆(51)之间还填充有密封橡胶层(55)。...

【技术特征摘要】
1.一种自由落体物理实验仪，其特征在于，包括主立板(1)、真空罩(2)、真空泵、罩顶(21)和底板(22)；所述真空罩(2)密封设置在所述主立板(1)的一侧，所述底板(22)密封设置在所述真空罩(2)的底端，所述罩顶(21)可拆卸的密封安装在所述真空罩(2)的顶端；所述主立板(1)上设置有与所述真空罩(2)的内腔贯通的密封机构(3)，所述真空泵通过所述密封机构(3)与所述真空罩(2)的内腔连通；所述主立板(1)或\和所述真空罩(2)的内侧设置有定位计时器，并且所述罩顶(21)设置有夹持机构，用于夹持重力块(0)；其中，所述定位计时器包括显示器(41)、控制器(42)、第一探测头(43)、第二探测头(44)和探测头连接板(45)；所述第一探测头(43)和所述第二探测头(44)固定在所述探测头连接板(45)的两端，并且所述第一探测头(43)和所述第二探测头(44)与所述控制器(42)电连接，所述控制器(42)与所述显示器(41)电连接；其中，所述夹持机构包括至少两个夹持杆(51)，多个所述夹持杆(51)的中部相互活动连接，并通过该活动连接点将所述夹持杆(51)分为夹持端(52)与手持端(53)；所述罩顶(21)上设置有过孔(54)，多个所述夹持杆(51)穿过所述过孔(54)，所述夹持端(52)位于所述真空罩(2)内，所述手持端(53)位于所述真空罩(2)外，并且所述过孔(54)与所述夹持杆(51)之间还填充有密封橡胶层(55)。2.根据权利要求1所述的自由落体物理实验仪，其特征在于，所述密封机构(3)包括设置在主立板(1)上的密封孔(31)以及设置在所述主立板(1)夹层内的密封盖(32)；其中，所述密封盖(32)的一端活动连接在所述主立板(1)的夹层内，可沿该活动连接点转动，露出或盖住所述密封孔(31)。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：李培芳，冯立芹，邱伟，
申请(专利权)人：内蒙古民族大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15