变质量振子实验仪器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种变质量振子实验仪器，金属杆横向固定于金属支架的顶端，磨砂瓶通过弹簧悬挂于金属杆上，磨砂瓶的上端连接有横向设置的金属薄片，磨砂瓶的下端设有转换器，转换器正下方的金属支架上设有压力传感器，该压力传感器上放置有烧杯，压力传感器一侧的金属支架上设有探头方向与金属薄片垂直相对的超声波测距仪，磨砂瓶的一侧设有探头方向与磨砂瓶垂直相对的摄像头，压力传感器、摄像头和超声波测距仪分别通过线路与设置于金属支架一侧计算机控制电路的数据输入端口连接。本实用新型专利技术装置简单、探究的运动规律易懂、实验操作的可行性高。

Variable mass vibrator experimental instrument

【技术实现步骤摘要】
变质量振子实验仪器
本技术涉及物理教具
，具体涉及一种变质量振子实验仪器。
技术介绍
目前市场上存在的变质量振子实验仪器，不能较为全面地研究变质量振子的运动情况，且不能较为精确地测量振子振幅随时间的变化规律，不利于学生学习、理解相关物理知识。
技术实现思路
本技术解决的技术问题提供了一种变质量振子实验仪器，该装置简单、探究的运动规律易懂、实验操作的可行性高，能够以更精确的实验数据探究能量损失的主要原因不同时变质量振子的运动规律，并激发学生对物理的学习兴趣。本技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，变质量振子实验仪器，其特征在于包括金属支架、金属杆、弹簧、磨砂瓶、转换器、烧杯、压力传感器、金属薄片、超声波测距仪、计算机和摄像头，其中金属杆横向固定于金属支架的顶端，磨砂瓶通过弹簧悬挂于金属杆上，磨砂瓶的上端连接有横向设置的金属薄片，磨砂瓶的下端设有转换器，转换器正下方的金属支架上设有压力传感器，该压力传感器上放置有烧杯，压力传感器一侧的金属支架上设有探头方向与金属薄片垂直相对的超声波测距仪，磨砂瓶的一侧设有探头方向与磨砂瓶垂直相对的摄像头，压力传感器、摄像头和超声波测距仪分别通过线路与设置于金属支架一侧计算机控制电路的数据输入端口连接。优选的，所述磨砂瓶内装满沙子，转换器分为四部分，第一部分为实心，第二部分为直径5mm的圆孔，第三部分为直径10mm的圆孔，第四部分为直径15mm的圆孔，通过旋转转换器实现转换器不同部分之间的切换。优选的，所述弹簧是劲度系数为30N/m的弹簧。本技术与现有技术相比具有以下有益效果：1、运用了装满沙子的不规则磨砂瓶，使摩擦力造成的能量损失占较大比例的运动情况更容易实现；2、运用了连接不同大小直径的圆孔的转换器，使质量流失速率更易改变；3、运用了超声波测距仪，可以使实验数据更加精确；4、运用了压力传感器，可以观察到质量与时间的瞬时关系；5、运用了摄像头，可使学生更容易观察到振子的运动过程。附图说明图1是本技术的结构示意图。图中：1-金属杆，2-金属支架，3-弹簧，4-磨砂瓶，5-金属薄片，6-转换器，7-超声波测距仪，8-烧杯，9-压力传感器，10-摄像头，11-计算机。具体实施方式结合附图详细描述本技术的技术方案，变质量振子实验仪器，包括金属支架2、金属杆1、弹簧3、磨砂瓶4、转换器6、烧杯8、压力传感器9、金属薄片5、超声波测距仪7、计算机11和摄像头10，其中金属杆1横向固定于金属支架2的顶端，磨砂瓶4通过弹簧3悬挂于金属杆1上，磨砂瓶4的上端连接有横向设置的金属薄片5，磨砂瓶4的下端设有转换器6，转换器6正下方的金属支架2上设有压力传感器9，该压力传感器9上放置有烧杯8，压力传感器9一侧的金属支架2上设有探头方向与金属薄片5垂直相对的超声波测距仪7，磨砂瓶4的一侧设有探头方向与磨砂瓶4垂直相对的摄像头10，压力传感器9、摄像头10和超声波测距仪7分别通过线路与设置于金属支架2一侧计算机11控制电路的数据输入端口连接；所述磨砂瓶4内装满沙子，转换器6分为四部分，第一部分为实心，第二部分为直径5mm的圆孔，第三部分为直径10mm的圆孔，第四部分为直径15mm的圆孔，通过旋转转换器6实现转换器6不同部分之间的切换；所述弹簧3是劲度系数为30N/m的弹簧。当需要演示时，将转换器旋转至第二部分，设置瓶子在竖直方向上振荡，从平衡位置拉下来约0.2米，并轻轻释放，在电脑上设置超声波测距仪发射超声波的频率为40kHz，并设置压力传感器的频率为10s-1，同时开启摄像头的录像功能，在系统停止振动时关闭摄像头的录像功能。可通过压力传感器测得质量与时间的瞬时关系，通过超声波测距仪测得振子位移与时间的瞬时关系，为了探究能量损失主要原因不同时振子的运动规律，可以转动转换器，重复上述步骤，测得实验数据，绘图总结振子在质量变化时的运动规律。为了探究变质量振子运动规律与简谐运动运动规律的区别，可将转换器旋转至第一部分，重复上述操作，测得实验数据后绘图并与其他三种情况的图像比较，总结出异同之处。使用装满沙子的不规则磨砂瓶，使摩擦力造成的能量损失占较大比例时振子的运动情况更容易实现；增加了连接不同直径圆孔的转换器，使振子的质量流失速率更容易改变；在烧杯下方放置压力传感器，可以用来测量振子质量与时间的瞬时关系，使实验结果更具信服力；金属支架的底端左边为超声波测距仪与薄金属片相结合，可以用来测量振子位移与时间的瞬时关系，使实验数据更加精确；摄像头与计算机相连，可用来记录实验过程，使学生更易观察到实验过程，理解振子的运动规律。以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征和优点，在不脱离本技术精神和范围的前提下，本技术还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.变质量振子实验仪器，其特征在于包括金属支架、金属杆、弹簧、磨砂瓶、转换器、烧杯、压力传感器、金属薄片、超声波测距仪、计算机和摄像头，其中金属杆横向固定于金属支架的顶端，磨砂瓶通过弹簧悬挂于金属杆上，磨砂瓶的上端连接有横向设置的金属薄片，磨砂瓶的下端设有转换器，转换器正下方的金属支架上设有压力传感器，该压力传感器上放置有烧杯，压力传感器一侧的金属支架上设有探头方向与金属薄片垂直相对的超声波测距仪，磨砂瓶的一侧设有探头方向与磨砂瓶垂直相对的摄像头，压力传感器、摄像头和超声波测距仪分别通过线路与设置于金属支架一侧计算机控制电路的数据输入端口连接。/n

【技术特征摘要】
1.变质量振子实验仪器，其特征在于包括金属支架、金属杆、弹簧、磨砂瓶、转换器、烧杯、压力传感器、金属薄片、超声波测距仪、计算机和摄像头，其中金属杆横向固定于金属支架的顶端，磨砂瓶通过弹簧悬挂于金属杆上，磨砂瓶的上端连接有横向设置的金属薄片，磨砂瓶的下端设有转换器，转换器正下方的金属支架上设有压力传感器，该压力传感器上放置有烧杯，压力传感器一侧的金属支架上设有探头方向与金属薄片垂直相对的超声波测距仪，磨砂瓶...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓群睿，陈玲，张计才，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：新型
国别省市：河南;41