一种变加速运动实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是一种变加速运动实验装置，它借助气垫导轨，使滑块（２）经滑轮（５）与法码（７）连接的细线（４）与导轨（１）之间的夹角大于０°，当滑块（２）向滑轮（５）的一端滑动时，上述夹角逐步加大，因而改变了力的方向，滑轮（５）下方的垂线通过垂直光电门（８），测定法码（７）的下落速度。它可研究变力下的运动学规律和动力学规律，解决了验证二维状态的力学公式问题，还可作为质点组问题的研究，为学生用高等数学的方法处理力学问题提供了形象的例证。（*该技术在2000年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种变加速运动实验装置，属于物理教学仪器。目前在物理教学中使用气垫导轨研究变力只限于改变作用力的大小，这种装置借助于金属链垂直下落时的质量变化，引起作用在滑块上力的增加，把恒力问题转变为变力来研究。然而，这种装置仅能体现了变力的一个特征，因为力是矢量，既有大小也有方向，它无法解决作用在物体上力由于方向的改变而引起的变化，使研究变力的性质受到了限制。本技术目的在于克服上述装置的不足而提供一种变加速运动实验装置，它可以改变作用于滑块上力的方向，把匀加速运动变为变加速运动，该装置不仅能研究一维(X轴水平方向)状态下的变力规律，还可以研究二维(X轴水平方向、Y轴垂直方向)状态下的力学规律以及质点组问题。本技术通过如下技术方案实现借助气垫导轨，使滑块(2)经滑轮(5)与法码(7)连接的细线(4)与导轨(1)之间的夹角大于0°，当滑块(2)自导轨(1)向滑轮(5)的一端滑动时，上述夹角逐步加大，因而改变了力的方向，滑轮(5)下方的垂线通过垂直光电门(8)，用于测定法码(7)的下落速度。本技术还型通过如下技术方案实现在支撑滑轮(5)的支板(6)上开有长形调整槽(9)，用于调整支板(6)的高度，以改变滑轮(5)与滑块(2)的相对位置。本技术还通过如下技术方案实现所用的法码(7)轴向截面为“工”字形，该形状使其在下落时上下边缘分别遮光，以保证精确计量时间。本技术附图说明如下图1为结构示意图。图2为法码(7)结构示意图。图中(1)为导轨，(2)为滑块，(3)为光电门，(4)为细线，(5)为滑轮，(6)为支板，(7)为法码，(8)为垂直光电门，(9)为调整槽，(10)为支架。现结合附图详细说明本技术本装置是借助于气垫导轨完成的，本例使用QG－5型，除支板(6)和法码(7)以外均为原机配件。在导轨(1)的端部安装支板(6)，支板(6)上边沿装有滑轮(5)，下方开有长条形调整槽(9)，如果松开固定螺栓，便可调整支板(6)的高度，以适应不同实验要求。滑块(2)与法码(7)用细线(4)连接，并越过滑轮(5)，在滑块(2)处于初始位置时细线(4)与导轨(1)之间的夹角大于0°，本例为30°，即滑轮(5)上边缘高于滑块(2)的连线点。在滑轮(5)的垂线下方安装有垂直光电门(8)，法码(7)下落时能穿过其中，瞬时速度被其测量，垂直光电门(8)可固定于支架(10)上(如本例)，也可将支板(6)向下沿长后安装于其上或安装在其它效果等同的位置上，垂直光电门(8)数量和安装高度视实验要求而定，本例为1支和距滑轮(5)1m。本装置还采用轴向截面为“工”字形的法码(7)，其质量和高度也视实验要求而制作，本例为10g和直径10mm。本技术在实验时先调整好光电门(3)和垂直光电门(8)的位置，让滑块处于初始位置，然后让砝码自由下落牵动滑块移动，由于滑块距滑轮渐渐接近，细线与导轨夹角随滑块移动变大，从而作用在滑块上力的方向也随之改变，滑块就做变加速运动。记录下X轴水平速度VX和Y轴垂直速度VY，进而研究变加速运动下的力学规律，例如验证一维状态的运动学规律的速度公式 (其中m和M为砝码和滑块的质量，1是细线总长，h是支板高度，x为水平位移，g为重力加速)，及求导后的加速度公式；研究验证二维状态下的 与 之间的关系式 和牛顿第二定律、动能定理；还可验证滑块与砝码组成的机械能守恒定理，即mgh＝ 1/2 my2＋ 1/2 mx2，总之，根据不同的课程需要，可验证多种与变力变速有关的力学公式。本技术实验误差在1％－4％之间。本技术可研究变力下的运动学规律和动力学规律，解决了验证二维状态的力学公式问题，还可作为质点组问题的研究，为学生用高等数学的方法处理力学问题提供了形象的例证，本技术结构简单，容易操作，效果明显。权利要求1.一种变加速运动实验装置，它由导轨(1)、滑块(2)、光电门(3)、细线(4)、滑轮(5)、支板(6)、法码(7)、垂直光电门(8)所组成，其特征在于滑块(2)经滑轮(5)与法码(7)连接的细线(4)与导轨(1)之间的夹角大于0°；滑轮(5)下方的垂线通过垂直光电门(8)。2.根据权利要求1所述的一种变加速运动实验装置，其特征在于支板(6)上开有调整槽(9)。3.根据权利要求1所述的一种变加速运动实验装置，其特征在于法码(7)的轴向截面为“工”字形。专利摘要本技术是一种变加速运动实验装置，它借助气垫导轨，使滑块(2)经滑轮(5)与砝码(7)连接的细线(4)与导轨(1)之间的夹角大于0°，当滑块(2)向滑轮(5)的一端滑动时，上述夹角逐步加大，因而改变了力的方向，滑轮(5)下方的垂线通过垂直光电门(8)，测定砝码(7)的下落速度。它可研究变力下的运动学规律和动力学规律，解决了验证二维状态的力学公式问题，还可作为质点组问题的研究，为学生用高等数学的方法处理力学问题提供了形象的例证。文档编号G09B23/10GK2069592SQ9021687公开日1991年1月16日 申请日期1990年7月30日 优先权日1990年7月30日专利技术者王晓耕 申请人:承德石油高等技术专科学校本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变加速运动实验装置，它由导轨（１）、滑块（２０、光电门（３）、细线（４）、滑轮（５）、支板（６）、法码（７）、垂直光电门（８）所组成，其特征在于：滑块（２）经滑板（５）与法码（７）连接的细线（４）与导轨（１）之间的夹角大于０°；滑轮（５）下方的垂线通过垂直光电门（８）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓耕，
申请(专利权)人：承德石油高等技术专科学校，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]