单摆测重力加速度实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了单摆测重力加速度实验装置，包括底座，底座上设有第一支架，第一支架的顶部设有至少两根横梁，横梁的两端各连接一条绳，两根绳同时连接一个小球；所述底座上还设有第二支架和第三支架，所述第二支架上设有摄像头，第三支架上活动设有磁铁，所述磁铁位于小球的上方；所述底座上设有滑轨，滑轨上设有至少一个可移动的第一光电传感器；所述第一光电传感器与计时器连接，所述计时器与控制器连接，所述第一支架的一侧设有白板，所述白板上固定有弧形板，所述弧形板上设有至少两个第二光电传感器，所述第二光电传感器与所述控制器连接。将传统的单线摆换成两根悬线的双线摆，避免了单摆摆动时形成锥摆，使实验更加精确。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及物理试验装置领域，尤其涉及单摆测重力加速度实验装置。
技术介绍
用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点，在重力作用下在铅垂平面内作周期运动，就成为单摆。单摆在摆角小于5°(现在一般认为是小于10°)的条件下振动时，可近似认为是简谐运动。利用单摆的周期的计算公式可以求出重力加速度，目前的试验装置简陋，测量结果误差较大，而且容易出现圆锥摆，不利于试验的进行。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决上述问题，提供了单摆测重力加速度实验装置，利用双线代替原来的一根线，避免了圆锥摆的出现，并且自动化程度高，测量结果准确，实验方法简单。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：单摆测重力加速度实验装置，包括底座，底座上设有第一支架，第一支架的顶部设有至少两根横梁，横梁的两端各连接一条绳，两根绳同时连接一个小球；所述底座上还设有第二支架和第三支架，所述第二支架上设有摄像头，第三支架上活动设有磁铁，所述磁铁位于小球的上方；所述底座上设有滑轨，滑轨上设有至少一个可移动的第一光电传感器；所述第一光电传感器与计时器连接，所述计时器与控制器连接，所述第一支架的一侧设有白板，所述白板上固定有弧形板，所述弧形板上设有至少两个第二光电传感器，所述第二光电传感器与所述控制器连接。所述第二支架与底座转动连接，所述底座上设有可容纳所述第二支架的凹槽。做实验时将第二支架转动出凹槽，空的凹槽可以用于放置一些实验用的小东西，如笔、橡皮等，方便实验的进行，实验结束后将第二支架转动放置在凹槽内，减少占用空间。所述摄像头与电脑连接。通过摄像头记录所有的实验过程，尤其是记录实验过程中小球的运动轨迹，利于后期的研究验证。所述底座的一侧设有控制盒，所述控制器设在所述控制盒内。所述控制器还与键盘、蜂鸣器和显示器连接。通过键盘可以输入摆线的摆长，利用第一光电传感器和计时器可以得到小球的周期，控制器根据周期和摆长可以利用现有的计算公式计算出重力加速度，还能通过显示器将结果进行显示。所述计时器设在所述第一支架的顶端，所述计时器还设有开关按钮。既可以通过与第一光电传感器的配合进行自动计时也可以通过开关按钮进行手动计时。所述白板上设有量角器的刻度。讲师利用白板可以进行讲解试验，方便了实验的完成，同时白板上设有量角器，可以方便的知道小球的摆幅是否超过了实验的要求。所述弧形板的弧度与小球做单摆运动时的轨迹弧度相同。弧形板主要用于放置第二光电传感器。所述第二光电传感器设有四个，以所述第一支架为对称轴，以横梁与第一支架的连接点为中心，四个第二光电传感器平均分布在第一支架的两侧，其中两个分别设在第一支架的两侧5°的位置上，另两个分别设在第一支架的两侧10°的位置上。通过第二光电传感器可以自动化的提醒小球的摆幅，超过5°或10°时控制器可以控制蜂鸣器进行报警，以提示这样的实验结果不准确，以纠正实验操作。所述底座的底部设有滚轮。方便本套实验装置的移动。本技术的有益效果是：将传统的单线摆换成两根悬线的双线摆，避免了单摆摆动时形成锥摆，使实验更加精确。为了更好的了解简谐运动的回复力，在重力驱动下的简谐振动的基础上，本实验装置能够演示磁力驱动对简谐运动周期的影响，在小球的上方放一块磁铁，记录小球在此磁铁磁力驱动下的运动周期，通过分析比较有无磁铁的两次实验的小球运动周期，总结磁力驱动对简谐运动周期的影响。两根横梁时，每个横梁上可以悬挂一个小球，两个小球的质量相同，做成上述的双线摆，两个小球碰撞，便于验证动量守恒定律。这种方法有力的解决了碰撞实验中原来存在的滑槽阻力大，不水平而导致结果不准确的问题。附图说明图1为本技术的结构示意图；其中，1.计时器，2.第一支架，3.第三支架，4.白板，5.控制盒，6.显示器，7.凹槽，8.滑轨，9.第一光电传感器，10.第二支架，11.摄像头，12.横梁，13.弧形板，14.第二光电传感器，15.底座，16.电脑。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本技术做进一步说明：如图1所示，单摆测重力加速度实验装置，包括底座15，底座15上设有第一支架2，第一支架2的顶部设有两根横梁12，横梁12的两端各连接一条绳，两根绳同时连接一个小球；所述底座15上还设有第二支架10和第三支架3，所述第二支架10上设有摄像头11，第三支架3上活动设有磁铁，所述磁铁位于小球的上方；所述底座15上设有滑轨8，滑轨8上设有至少一个可移动的第一光电传感器9；所述第一光电传感器9与计时器1连接，第一光电传感器9位于小球的正下方，所述计时器1与控制器连接，所述第一支架2的一侧设有白板4，所述白板4上固定有弧形板13，所述弧形板13上设有4个第二光电传感器14，所述第二光电传感器14与所述控制器连接。所述第二支架10与底座15转动连接，所述底座15上设有可容纳所述第二支架10的凹槽7。做实验时将第二支架10转动出凹槽7，空的凹槽7可以用于放置一些实验用的小东西，如笔、橡皮等，方便实验的进行，实验结束后将第二支架10转动放置在凹槽7内，减少占用空间。所述摄像头11与电脑16连接。通过摄像头11记录所有的实验过程，尤其是记录实验过程中小球的运动轨迹，利于后期的研究验证。所述底座15的一侧设有控制盒5，所述控制器设在所述控制盒5内。所述控制器还与键盘、蜂鸣器和显示器6连接。通过键盘可以输入摆线的摆长，利用第一光电传感器9和计时器1可以得到小球的周期，控制器根据周期和摆长可以利用现有的计算公式计算出重力加速度，还能通过显示器6将结果进行显示。所述计时器1设在所述第一支架2的顶端，所述计时器1还设有开关按钮。既可以通过与第一光电传感器9的配合进行自动计时也可以通过开关按钮进行手动计时。所述白板4上设有量角器的刻度。讲师利用白板4可以进行讲解试验，方便了实验的完成，同时白板上设有量角器，可以方便的知道小球的摆幅是否超过了实验的要求。所述弧形板13的弧度与小球做单摆运动时的轨迹弧度相同。弧形板13主要用于放置第二光电传感器14。所述第二光电传感器14设有四个，以所述第一支架2为对称轴，以横梁12与第一支架2的连接点为中心，四个第二光电传感器2平均分布在第一支架2的两侧，其中两个分别设在第一支架的两侧5°的位置上，另两个分别设在第一支架的两侧10°的位置上。通过第二光电传感器14可以自动化的提醒小球的摆幅，超过5°或10°时控制器可以控制蜂鸣器进行报警，以提示这样的实验结果不准确，以纠正实验操作。所述底座15的底部设有滚轮。方便本套实验装置的移动。上述虽然结合附图对本技术的具体实施方式进行了描述，但并非对本技术保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本技术的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本技术的保护范围以内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
单摆测重力加速度实验装置，其特征是，包括底座，底座上设有第一支架，第一支架的顶部设有至少两根横梁，横梁的两端各连接一条绳，两根绳同时连接一个小球；所述底座上还设有第二支架和第三支架，所述第二支架上设有摄像头，第三支架上活动设有磁铁，所述磁铁位于小球的上方；所述底座上设有滑轨，滑轨上设有至少一个可移动的第一光电传感器；所述第一光电传感器与计时器连接，所述计时器与控制器连接，所述第一支架的一侧设有白板，所述白板上固定有弧形板，所述弧形板上设有至少两个第二光电传感器，所述第二光电传感器与所述控制器连接。

【技术特征摘要】
1.单摆测重力加速度实验装置，其特征是，包括底座，底座上设有第一支架，第一支架的顶部设有至少两根横梁，横梁的两端各连接一条绳，两根绳同时连接一个小球；所述底座上还设有第二支架和第三支架，所述第二支架上设有摄像头，第三支架上活动设有磁铁，所述磁铁位于小球的上方；所述底座上设有滑轨，滑轨上设有至少一个可移动的第一光电传感器；所述第一光电传感器与计时器连接，所述计时器与控制器连接，所述第一支架的一侧设有白板，所述白板上固定有弧形板，所述弧形板上设有至少两个第二光电传感器，所述第二光电传感器与所述控制器连接。2.如权利要求1所述的单摆测重力加速度实验装置，其特征是，所述第二支架与底座转动连接，所述底座上设有可容纳所述第二支架的凹槽。3.如权利要求1或2所述的单摆测重力加速度实验装置，其特征是，所述摄像头与电脑连接。4.如权利要求1所述的单摆测重力加速度实验装置，其特征是，所述底座的一侧设有控制盒...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫，
申请(专利权)人：滨州学院，
类型：新型
国别省市：山东;37