一种无线向心力实验器制造技术

本实用新型专利技术具体涉及一种无线向心力实验器，包括T形支架，所述T形支架的横梁顶面安装配重调节装置；所述配重调节装置包括两根相同的条状拉杆，两根拉杆安装在同一条直线上并且与T形支架的横梁平行；两根拉杆的外端穿过安装在横梁顶面左右两端的孔，两根拉杆的内端与安装在横梁顶面中间的力传感器固定相连；其中一根拉杆上安装配重块；所述配重块能沿拉杆的方向移动；所述配重块通过螺钉能够固定在拉杆上且与横梁不接触。本装置结构简洁、测量精确。

A wireless centripetal force tester

【技术实现步骤摘要】
一种无线向心力实验器
本技术涉及教学实验设备
，具体涉及一种无线向心力实验器。
技术介绍
向心力实验是高中物理中的一个重要内容，多用大小带轮做向心力实验。大小带轮是一种形象直观的力学实验仪器。将仪器放置平稳并使摇柄能伸出台面以便操作，将两球置于两带轮的悬臂旋转，由于球的离心力作用，压杆向下压使标尺露出相应的刻度，离心力越大露出的刻度越长，反过来压杆下面弹簧的弹力通过压杆传递给钢球或铝球作为其作圆周运动的向心力。通过分别改变球的质量，改变两轮的传动比，改变球的运动半径进行对比实验，以此来粗略验证向心力F与质量m、运动半径r、角速度w、线速度v之间的关系。但是这种设备仍存在以下的问题：（1）由于摩擦力引起的误差，（2）设备体积较大，实验数据记录不够方便快捷，影响实验的结果。
技术实现思路
1、所要解决的技术问题：根据上述的问题，本方法提出一种结构简洁、测量精确的向心力实验器，用于探究向心力与角速度，半径和质量的关系以及观察圆周运动中向心力随时间变化规律。2、技术方案：一种无线向心力实验器，包括T形支架，所述T形支架的横梁顶面安装配重调节装置；所述配重调节装置包括两根相同的条状拉杆，两根拉杆安装在同一条直线上并且与T形支架的横梁平行；两根拉杆的外端穿过安装在横梁顶面左右两端的孔，两根拉杆的内端与安装在横梁顶面中间的力传感器固定相连；其中一根拉杆上安装配重块；所述配重块能沿拉杆的方向移动；所述配重块通过螺钉能够固定在拉杆上且与横梁不接触。所述横梁中间位置设有轴承，轴承内圈固定连接有T形支架的立柱；所述立柱顶端固定光码盘，横梁中间与光码盘相应的位置固定光电传感器；所述光电传感器采集光码盘的相对转动的数据。所述横梁的外壳顶面设有长度刻度，所述长度刻度与配重块在横梁的同一侧。进一步地，还包括支撑杆，所述支撑杆与T形支架的立柱底部通过旋紧螺钉固定相连；所述支撑杆与立柱之间的夹角能够调节。进一步地，还包括底座，所述支撑杆通过可拆卸的结构固定在底座上；所述底座的底部设置高度调节装置。进一步地，所述底座为人字形底座。进一步地，所述配重块为长方体铜块，所述铜块通过能拆卸结构安装在拉杆上；所述铜块能够更换；所述铜块的正面的中央位置刻有中心线。进一步地，还包括蓝牙传输装置，所述光电传感器将采集的信息通过蓝牙传输装置传输。进一步地，所述横梁上设有两个水平仪，其中一个与横梁平行，另一个与横梁垂直。3、有益效果：（1）在本装置中，T形支架的横梁通过轴承结构以支架的立柱为轴进行转动。转动时带动安装在T形支架的横梁顶面的配重块转动，配重块转动产生向心力。产生的向心力通过与配重块固定连接的拉杆传输至力传感器，力传感器将采集的信号通过蓝牙传输至数据采集装置，数据采集装置将采集的信号传输至电脑终端进行数据的处理。（2）在本装置中，通过述横梁的外壳顶面设有长度刻度，与配重块中央刻度线配合起来可以方便直接读出转动半径。（3）本装置的配重块可以方便的拆卸，通过改变配重块的质量，可以探究质量与向心力的大小关系。（4）本装置采用了固定在T形支架上的立柱的光码盘，而与至对应的光电传感器随着T形支架的横梁转动，从而测量出横梁转动的角速度。（5）为了教学演示的灵活性，本装置的T形支架与支撑杆可以从底座中拿出，方便老师进行演示。（6）本装置采用的是无线蓝牙传输的方式，其实验结构简单，方便移动。（7）本装置中横梁设有两个水平仪，当横梁在水平面做圆周运动时通过与横梁平行的水平仪调节底座保证横梁水平。当横梁竖直方向上做匀速圆周运动时通过与横梁垂直的水平仪调节底座保证横梁竖直。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的横梁的俯视图；图3为横梁竖直状态下的结构图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行进一步的说明。如附图1所示，一种无线向心力实验器：包括T形支架1，拉杆2、配重块3、力传感器4、支撑杆5、旋紧螺钉6、底座7、轴承8、光码盘9、光电传感器10。其中T形支架分为横梁11与立柱12，横梁与立柱通过轴承结构连接，横梁可以围绕横梁的中线旋转。在横梁外壳的顶面设置配重调节装置，所述配重调节装置包括配重块，拉杆，力传感器。其中配重块通常采用质量不同的方形金属块，当研究向心力与质量的关系时，通过可拆卸的结构改变配重块的质量。当横梁旋转时，拉杆与配重块同时围绕横梁的中线旋转，配重的质量比较大会产生加大的向心力，该向心力通过拉杆传输至力传感器。在实验的过程中，配重块通过通过螺钉固定在拉杆上且与横梁不接触。其中力传感器通过图中4所指的两个圆孔插入螺丝固定在外壳中。如附图2所示为横梁外壳的长度刻度，该刻度是以横梁中线作为零点。实验时读出配重块中线对应的长度即为该次实验的转动半径。如附图3所示为横梁竖直方向上做圆周运动时的结构图。当然本装置也可以用于物体不是在水平面或者竖直面做圆周运动时的向心力的大小与速度。因为此时涉及到力的分解与合成，以及速度的分解和合成方面的内容。可以不进行定量的测量，但是可以演示给学生看，有助于帮助建立并理解力的合成与分解，以及速度的合成与分解，有助于扩大学生的思维。虽然本专利技术已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本专利技术的，任何熟习此技艺者，在不脱离本专利技术之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本专利技术的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线向心力实验器，其特征在于：/n包括T形支架，所述T形支架的横梁顶面安装配重调节装置；所述配重调节装置包括两根相同的条状拉杆，两根拉杆安装在同一条直线上并且与T形支架的横梁平行；两根拉杆的外端穿过安装在横梁顶面左右两端的孔，两根拉杆的内端与安装在横梁顶面中间的力传感器固定相连；其中一根拉杆上安装配重块；所述配重块能沿拉杆的方向移动；所述配重块通过螺钉能够固定在拉杆上且与横梁不接触；/n所述横梁中间位置设有轴承，轴承内圈固定连接有T形支架的立柱；所述立柱顶端固定光码盘，横梁中间与光码盘相应的位置固定光电传感器；所述光电传感器采集光码盘的相对转动的数据；/n所述横梁的外壳顶面设有长度刻度，所述长度刻度与配重块在横梁的同一侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种无线向心力实验器，其特征在于：
包括T形支架，所述T形支架的横梁顶面安装配重调节装置；所述配重调节装置包括两根相同的条状拉杆，两根拉杆安装在同一条直线上并且与T形支架的横梁平行；两根拉杆的外端穿过安装在横梁顶面左右两端的孔，两根拉杆的内端与安装在横梁顶面中间的力传感器固定相连；其中一根拉杆上安装配重块；所述配重块能沿拉杆的方向移动；所述配重块通过螺钉能够固定在拉杆上且与横梁不接触；
所述横梁中间位置设有轴承，轴承内圈固定连接有T形支架的立柱；所述立柱顶端固定光码盘，横梁中间与光码盘相应的位置固定光电传感器；所述光电传感器采集光码盘的相对转动的数据；
所述横梁的外壳顶面设有长度刻度，所述长度刻度与配重块在横梁的同一侧。


2.根据权利要求1所述的一种无线向心力实验器，其特征在于：还包括支撑杆，所述支撑杆与T形支架的立柱底部通过旋紧螺钉固定相连；所述支撑杆与立柱之间的夹角能够调节。


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【专利技术属性】
技术研发人员：王知非，
申请(专利权)人：江苏苏威尔科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32