本实用新型专利技术涉及实验教具技术领域，尤其涉及一种精确探究牛顿第二定律的实验装置。其包括轨道，所述轨道上设置有小车，小车与轨道的表面构成滑动配合，所述轨道的一端设置有光电传感器，光电传感器的端部通过U型架设置有滑轮，所述小车靠近光电传感器的一端设置有细线，且细线与滑轮表面构成滑动配合。本实用新型专利技术通过在轨道的两侧设置有安装架，安装架上设置有支撑腿，支撑腿与安装架通过紧固螺丝连接。通过将支撑腿撑起，使轨道倾斜，且支撑腿可以折叠，调节支撑腿的长度，以调节轨道与地面的夹角，从而能够研究轨道角度与小车速度之间的关系。的关系。的关系。
【技术实现步骤摘要】
一种精确探究牛顿第二定律的实验装置
[0001]本技术涉及实验教具
，尤其涉及一种精确探究牛顿第二定律的实验装置。
技术介绍
[0002]物理传统教材中常见的测量牛顿第二定律实验装置中，小车在斜面上受到平行于斜面的力用弹簧秤测量，弹簧秤的拉力分度和校准都是竖直方向操作的，也就是说，只能测重力，结果不准确。当加速度为零时，砝码(M)受到地球的吸引力等于小车向下的作用力大小。
[0003]现有的实验装置在试验时不能进行角度变换，且在操作时很难辨别匀速直线运动，导致需要很长时间的测量且测量精准度较低。
技术实现思路
[0004]本技术的目是针对
技术介绍
中存在的问题，提出一种测量精准度高的精确探究牛顿第二定律的实验装置。
[0005]本技术的技术方案：一种精确探究牛顿第二定律的实验装置，包括轨道，所述轨道上设置有小车，小车与轨道的表面构成滑动配合，所述轨道的一端设置有光电传感器，光电传感器的端部通过U型架设置有滑轮，所述小车靠近光电传感器的一端设置有细线，且细线与滑轮表面构成滑动配合。
[0006]优选的，所述细线的自由端设置有小桶。
[0007]优选的，所述轨道的底部设置有支腿。
[0008]优选的，所述轨道的外壁设置有安装架，安装架上设置有支撑腿。
[0009]优选的，所述安装架与支撑腿之间设置有紧固螺丝。
[0010]优选的，所述滑轮表面为栅格型，且位于光电传感器内。
[0011]与现有技术相比，本技术具有如下有益的技术效果：
[0012]1、通过在轨道的两侧设置有安装架，安装架上设置有支撑腿，支撑腿与安装架通过紧固螺丝连接。通过将支撑腿撑起，使轨道倾斜，且支撑腿可以折叠，调节支撑腿的长度，以调节轨道与地面的夹角，从而能够研究轨道角度与小车速度之间的关系。
[0013]2、通过在轨道的一端安装光电传感器，并通过U型架设置有滑轮，而滑轮表面为栅格型，并位于光电传感器内，滑轮转动时能够精确计时，依次精确计算小车的速度，减小计算误差。
附图说明
[0014]图1为本技术一种实施例结构示意图；
[0015]图2为图1中滑轮结构放大图。
[0016]附图标记：1、轨道；2、支腿；3、小车；4、细线；5、U型架；6、滑轮；7、小桶；8、安装架；
9、支撑腿；10、光电传感器。
具体实施方式
[0017]实施例一
[0018]如图1所示，本技术提出的一种精确探究牛顿第二定律的实验装置，包括轨道1，所述轨道1上设置有小车3，小车3底部安装有滚轮，使得小车3与轨道1的表面构成滑动配合，轨道1的一端设置有光电传感器10，光电传感器10的端部通过U型架5设置有滑轮6。
[0019]本实施例中，所述小车3靠近光电传感器10的一端设置有细线4，且细线4与滑轮6表面构成滑动配合。
[0020]如图2，本实施例中的滑轮6表面为栅格型，且位于光电传感器10内。
[0021]具体的，滑轮6为栅格型，当细线4带动滑轮6转动时，光电传感器10能够通过光感应到滑轮6的转速，以此能够计算小车3移动时的重力加速度。
[0022]本实施例中，轨道1的底部两个端部均设置有支腿2，用来在轨道1倾斜时起到支撑作用。
[0023]本实施例中，细线4的自由端设置有小桶7，小桶7为铁质中空结构，内部用于盛放沙子以调整整体的重量。通过调节小桶7的重量，测算重力对小车3速度的影响。
[0024]继续参考图1，本实施例中，轨道1的外壁设置有安装架8，安装架8上设置有支撑腿9，支撑腿9与安装架8之间设置有紧固螺丝。
[0025]具体的，本实施例中的支撑腿9为可伸缩结构，从而能够调节支撑腿9的长度，
[0026]通过将支撑腿9撑起，使轨道1倾斜，且支撑腿9可以折叠，调节支撑腿9的长度，以调节轨道1与地面的夹角，从而能够研究轨道1角度与小车3速度之间的关系。
[0027]实验时，将小车3置于斜面的最高点，取合适的M1值，保证小车3以较慢的速度向下滑动(而不是快快慢慢地飘动),假定测量到的加速度为a1。其次，将小车3置于斜面的最低点，取合适的M2值，保证小车3以较慢的速度向上正常爬动。测量到的加速度为a2，绘制M与a曲线，横坐标为加重小桶7的质量值，纵坐标为产生的加速度值，当加速度为零时，小桶7(M)受到地球的吸引力等于小车3向下的作用力大小。为了求得加速度等于零时的M值，提出了利用三角形相似的原理，只要按上述方法测量到M1,a1,M2,a2四个参数，可根据下面公式计算得到M值：
[0028][0029]物理意义是：砝码(即小桶7)的质量为M时，小车3没有受到外力，作(a＝0)匀速直线运动。一旦加重砝码(M)去掉，小车3受到向下拉力作匀加速直线运动。小车3受力大小与加重小桶7去掉前小桶7质量M的重量有关，可以写成：F＝M
·
g。
[0030]本实施例中的轨道1长1.2米，为物理运动学常用轨道1长度。
[0031]本实施例中的支撑腿9的长度为30cm，斜面倾角调节范围大。
[0032]小车3运动时，细线4带动挡光滑轮6转动，挡光滑轮6经过光电门，触发专用软件采集绘制小车3的v
‑
t图像，对曲线进行曲线拟合得出小车3加速度a。
[0033]上面结合附图对本技术的实施方式作了详细说明，但是本技术并不限于此，在所属
的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本技术宗旨的前提下
还可以作出各种变化。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种精确探究牛顿第二定律的实验装置，包括轨道，所述轨道上设置有小车，小车与轨道的表面构成滑动配合，其特征在于：所述轨道的一端设置有光电传感器，光电传感器的端部通过U型架设置有滑轮，所述小车靠近光电传感器的一端设置有细线，且细线与滑轮表面构成滑动配合，所述滑轮表面为栅格型，且位于光电传感器内。2.根据权利要求1所述的一种精确探究牛顿第二定律的实验装置，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟俊锋，孟俊杰，张俊芬，姜一明，方涛，胡启启，
申请(专利权)人：上海安科隆电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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