本发明专利技术公开了一种探究碰撞中的守恒量的实验装置，顶板设置在支架顶部，所述顶板上开有左右两组凹槽，每组凹槽可以安装一件摆球组。每件摆球组由连接板、摆线、可调螺丝和摆球组成，所述摆球连接三根摆线，其中两根摆线分别穿过连接板两端的穿孔位置，中间竖直摆线紧贴速度刻线板正面，作用是消除读数的视差，整体形成三线摆。安装时，所述凸起与所述凹槽吻合。速度刻线板设置在本发明专利技术中央位置，根据摆球摆动到最大位置时的刻度值读出摆球对应的碰撞前、后的速度。本发明专利技术改善了以往的教学设计，能保证顺利完成教学任务。实验测量直观，操作简捷，能容易地得到实验结果；学生无需专门培训，就可上手调节和操作，增加了学生的学习动力和学习兴趣。动力和学习兴趣。动力和学习兴趣。
【技术实现步骤摘要】
一种探究碰撞中的守恒量的实验装置
[0001]本专利技术涉及高中物理教学
，具体为一种探究碰撞中的守恒量的实验装置。
技术介绍
[0002]现有的碰撞实验，一般采用单线摆球进行演示，摆长要严格相等，摆动是否严格在同一平面内，释放时是否晃动等因素，都会影响实验效果，加上摆起的高度大小只靠眼力判断，不能精确定量，因此，这类实验以定性解释为主，没有后续的实验设计，实验缺乏可操作性；两球的半径可能不同，故悬点会有差异，所以教材上更换摆球时用“替换”一词，不仅仅是换了个球，必须调整悬点和摆长，不仅制作上要很讲究，实验操作调节也不容易，实验成功率不高，且仅具有定性演示功能，无法让学生分组进行充分探究。
技术实现思路
[0003]针对上述存在的技术不足，本专利技术的目的是提供一种探究碰撞中的守恒量的实验装置，解决现有碰撞实验中操作难、误差大的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供一种探究碰撞中的守恒量的实验装置，包括支架、顶板、速度刻线板、摆球组、观察窗，顶板设置在支架顶部，所述顶板上开有左右两组凹槽，每组凹槽可以安装一件摆球组，每件摆球组由连接板、摆线、可调螺丝和摆球组成，所述摆球连接三根摆线，所述连接板两端设置有穿孔，其中两根摆线分别穿过连接板两端的穿孔位置，连接板中间设置有凸起限位，用于栓竖直摆线，竖直摆线紧贴速度刻线板正面，主要作用是消除读数的视差，整体摆球形成三线摆，安装时，所述凸起与所述凹槽吻合。每件摆球组均有三根连接摆线，两端为摆动线，长度、角度均可调，根据角度决定其受力大小，中间可调连接线用于读数，减小读数视差，可以调节长度，使其上的拉力为0，替代教材的单线摆，摆动更稳定，所述摆球通过摆线与连接板上的可调螺丝连接，可调螺丝用于悬挂摆球和调节摆线长度，实验时调节两球心在同一水平线上，所述速度刻线板刻有速度数值，对应小球碰撞前后的瞬时速度，所述速度刻线板标有两层刻线，对应悬挂在左、右不同悬点的摆球，所述观察窗为亚克力透明板做成的前竖直支撑板，方便学生观察实验操作和读数，亚克力透明板上开有小方孔，可以伸进摄像头，拍摄、记录实验过程，实现实验回放。
[0005]优选地，所述连接板的两端和中间位置分别设置有中空的可调螺丝，所述摆线穿过可调螺丝悬挂，可微调长度。
[0006]优选地，所述摆球为玻璃球或钢球，根据不同的实验要求选择不同质量。
[0007]优选地，所述钢球的质量为玻璃球的1、2、3倍。优选地，摆球的碰撞位置加装有尼龙搭扣，用于实现完全非弹性碰撞。
[0008]优选地，所述速度刻线板上标注有读出摆球碰撞瞬时速度的刻度。
[0009]优选地，所述速度刻线板上有两层速度刻线，对应零点不同的左、右摆动。
[0010]优选地，所述观察窗为前面透明亚克力板，便于学生或实验者读数和观察。
[0011]优选地，所述观察窗设置小方孔，使摄像机伸入、正对速度刻线板。
[0012]优选地，所述摆球连接三根摆线，中间摆线用于读数，减小误差。
[0013]本专利技术的有益效果在于：可独立完成实验，实现了新编教材中所述的小球碰撞类实验的定量测量，实验操作便捷，结果精确可靠。本专利技术实验装置改善了以往的教学设计，能保证顺利完成教学任务。完成了新教材编者设计教材的初衷，惠及广大师生；实验稳定性好，成功率高。实验测量直观，操作简捷，能容易地得到实验结果；学生无需专门培训，就可以上手调节和操作，增加学生的学习动力，增强学生的学习兴趣。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本专利技术实施例提供的一种探究碰撞中的守恒量的实验装置的立体结构图；图2为本专利技术实施例提供的一种探究碰撞中的守恒量的实验装置速度刻线板的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种探究碰撞中的守恒量的实验装置摆球组的结构示意图。
[0016]附图标记说明：1、支架；2、凹槽；3、顶板；4、速度刻线板；5、摆线；6、连接板；7、观察窗；8、摆球；9、可调螺丝。
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]实施例1，如图1至图3所示，一种探究碰撞中的守恒量的实验装置，包括支架1、顶板3、速度刻线板4、摆球8组、观察窗7，顶板3设置在支架1顶部，由于整体承重不大，支架1和顶板3整体结构为木制和亚克力板，便于加工和携带，降低器材成本。所述顶板3上两边开有两组凹槽2，用于悬挂摆球8组。速度刻线板4悬挂在顶板3的中央位置，用于读出速度值。
[0019]根据守恒原理，小球从某个位置释放，到达最底部时的速度是确定的，反之，在最底部获得多大的速度，能摆起的高度也是一定的，就是说最大高度和最大速度是一一对应的关系，而且这个关系与摆球8的质量无关，那么我们就可以设计制作速度刻线板4，在对应高度处刻上速度值，比如：刻线0.6，就表示在这个位置由静止释放摆球8，摆球8到达底部与另一个球碰撞前的速度就是0.6m/s。反之，如果碰后小球能到达刻线0.3，就表示碰后小球获得的最大速度是0.3 m/s。速度刻线板4的刻度是经过数学计算画出的，可直接读出碰撞前后每个小球的速度值，简洁直观。所述摆球8中间摆线5，用于减小读数视差，增加实验的成功率。
[0020]进一步的，每件摆球8组的连接板6上分别设置有中空的连接螺栓，所述摆线5穿过可调螺丝9悬挂，转动螺丝就可以微调摆长，保证两球在最低点相碰时，球心在同一水平线上，确保正碰，增加实验成功率。
[0021]进一步的，所述摆球8为玻璃球或钢球，根据不同的实验要求，选择不同质量的摆球8。
[0022]进一步的，所述钢球的质量为玻璃球的1、2、3倍。进一步的，摆球8的碰撞位置加装有尼龙搭扣，用于实现完全非弹性碰撞的实验情况。
[0023]进一步的，所述速度刻线板4上标注有摆球8速度的刻度。
[0024]进一步的，所述速度刻线板4上画有两层速度刻线，由于摆球8直径不可忽略，所以在碰撞瞬间它们的最低点不是重合的点，而是并排的两个点，设计必须要体现出这两个点的不同，在刻线板上设计了左右零刻线，由于零点的不同，所以不同摆球8所摆的圆弧路径亦不同，所以在速度刻线板4上画出了两层速度刻线，分别对应零点不同的摆动。
[0025]进一步的，所述支架1上设置有观察窗7和摄像机观察窗7，可以使摄像头伸入窗口或摄像机正对速度刻线板4，准确读取速度值，录制碰撞过程，实现实验过程回放。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种探究碰撞中的守恒量的实验装置，其特征在于：包括支架、顶板、速度刻线板、摆球组、观察窗，顶板设置在支架顶部，所述顶板上开有左右两组凹槽，每组凹槽可以安装一件摆球组，每件摆球组由连接板、摆线、可调螺丝和摆球组成，所述摆球连接三根摆线，其中两根摆线分别穿过连接板两端的穿孔位置，决定摆动平面，长度、角度均可根据实验需要调节，中间竖直摆线紧贴速度刻线板正面，作用是消除读数的视差，整体摆球形成三线摆；安装时，所述凸起与所述凹槽吻合，所述摆球通过摆线与连接板上的可调螺丝连接，可调螺丝用于调节摆线长度，实验时调节两球心在同一水平线上，所述速度刻线板刻有速度数值，对应小球碰撞前后的瞬时速度，所述速度刻线板标有两层刻线，对应悬挂在左、右不同悬点的摆球；所述观察窗为亚克力透明板做成的前竖直支撑板，用于学生观察实验操作和读数，亚克力透明板上开有小方孔，可以伸进摄像头，拍摄、记录实验过程，实现实验回放。2.如权利要求1所述的一种探究碰撞中的守恒量的实验装置，其特征在于，所述摆球组由连接板、摆线、可调螺丝和摆球组成，所述连接板的两端分别设置有限位凸起及空心螺栓，用于调节摆长，以保证实现对心碰撞。3.如权利要求2所述的一种探究碰撞中的守恒量的实验装置，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张明哲，阎晓耕，景丽静，杨蕾，
申请(专利权)人：阎晓耕，
类型：发明
国别省市：
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