本实用新型专利技术涉及一种牛顿第二定律验证装置。其特征在于用光电门A(5)同时作为数字毫秒计A(1)和数字毫秒计B(2)计时开始的开关：光电门A(5)、光电门B(6)、光电门C(7)依次固定在钢板(3)上，作为数字毫秒计A(1)和数字毫秒计B(2)的计时开关，记录小车(4)在钢板(3)上加速运动的时间，用于计算小车(4)加速度。改变垫板(8)位置，保持小车(4)质量不变，可验证质量一定时加速度与合力成正比。同时改变垫板(8)位置和小车(4)质量并保持合力一定，可验证合力一定时加速度与质量成反比。它可以用于物理学中的牛顿第二定律验证实验。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种牛顿第二定律验证装置。
技术介绍
在中学和大学的力学实验，通常用重物拉小车在平面或者气垫导轨上加速运动来验证牛顿第二定律。通过改变滑块质量或者重物质量，可以定量研究物体加速度与其质量及所受合力之间的关系。但是上述实验过程中，重物重力和滑轮转动惯量引起的系统误差很难被消除，实验过程中的偶然误差也比较大。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种牛顿第二定律验证装置，此装置无重物重力和滑轮惯量引起的系统误差，实验过程中的偶然误差也被减小。为了实现上述目标，本技术解决其技术问题所采用的技术方案是I. 一种牛顿第二定律验证装置，光电门A、光电门B、光电门C依次固定在钢板制作成的斜面上，光电门A、B和光电门A、C分别是数字毫秒计A和数字毫秒计B的计时开关，其特征是光电门B位于光电门A和光电门C之间。2.用光电门A同时作为数字毫秒计A和数字毫秒计B的开始计时开关。设计此技术方案的原因如下让装有细沙的小车在斜面(斜面与水平面的夹角为Θ )上做匀加速直线运动，假设运动到A点时的速度为V(l，AB距离为O. 5m,运动时间为I1 (用数字毫秒计A测量)，AC距离为lm，运动时间为t2(用数字毫秒计B测量)，用同一个光电门作为数字毫秒计A和B的开始计时开关。由运动学知识可知 0.5 = V1+全叫2> α =-4--- I 2(^2 — ,I) (I)I = V2+ 212 2 1如果小车质量为m(小车净质量和细沙质量之和)，则小车所受的合力为F合=mgsin Θ - μ mgcos Θ ⑵保持小车质量不变，改变Θ，利用(2)式计算出Fg ;用数字毫秒计A、B测量出h和七2，利用(I)式计算出a，可验证“质量一定时加速度与合力成正比”。保持Fg不变，改变Θ值，利用(2)式计算出小车质量，并用加减细沙实现此质量；用数字毫秒计A、B测量出h和t2，计算出a，可验证“合力一定时加速度与质量成反比”。(I)重物重力和滑轮惯量引起的系统误差的消除本方案利用小车重力使小车加速运动，不需要挂载重物，也不需要使用滑轮，所以不存在重物重力和滑轮惯量引起的系统误差。(2)偶然误差的减小由(I)式和(2)式可以看出，此方案在验证牛顿第二定律过程中，不受摩擦力和V0(小车达到A点的速度)的影响，不需要平衡摩擦力，也不需要严格控制小车的启动时间和位置，所以实验过程中的偶然误差明显减小了。本技术的有益效果是，能够比较精确地验证牛顿第二定律。以下结合附图和实施例进一步对本技术进行说明。图I为本技术的截面图。图中I.数字毫秒计A，2.数字毫秒计B，3.钢板，4.小车，5.光电门A，6.光电门B, 7.光电门C，8.垫板，9.水平桌面。具体实施方式在图I中，垫板⑶最右端与水平桌面(9)的交点用点A表示，钢板(3)与水平桌面(9)的交点用点B表示，AB间的距离为s米。垫板⑶的高度为h米，钢板(3)与水干桌面(9)间的夹角为9。可以推:权利要求1.一种牛顿第二定律验证装置，光电门A(5)、光电门B(6)、光电门C(7)依次固定在钢板(3)上，作为数字毫秒计A(I)和数字毫秒计B(2)的计时开关，其特征是光电门B(6)位于光电门A(5)和光电门C(7)之间。2.根据权利要求I所述的牛顿第二定律验证装置，其特征是用光电门A(5)同时作为数字毫秒计A (I)和数字毫秒计B (2)的开始计时开关。专利摘要本技术涉及一种牛顿第二定律验证装置。其特征在于用光电门A(5)同时作为数字毫秒计A(1)和数字毫秒计B(2)计时开始的开关光电门A(5)、光电门B(6)、光电门C(7)依次固定在钢板(3)上，作为数字毫秒计A(1)和数字毫秒计B(2)的计时开关，记录小车(4)在钢板(3)上加速运动的时间，用于计算小车(4)加速度。改变垫板(8)位置，保持小车(4)质量不变，可验证质量一定时加速度与合力成正比。同时改变垫板(8)位置和小车(4)质量并保持合力一定，可验证合力一定时加速度与质量成反比。它可以用于物理学中的牛顿第二定律验证实验。文档编号G09B23/10GK202601037SQ201120474108公开日2012年12月12日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日专利技术者程道文, 李鑫, 王璐, 韩冬, 兰民, 向鹏, 韦韧, 董小刚, 孙正昊 申请人:长春工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种牛顿第二定律验证装置，光电门A(5)、光电门B(6)、光电门C(7)依次固定在钢板(3)上，作为数字毫秒计A(1)和数字毫秒计B(2)的计时开关，其特征是：光电门B(6)位于光电门A(5)和光电门C(7)之间。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：程道文，李鑫，王璐，韩冬，兰民，向鹏，韦韧，董小刚，孙正昊，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：实用新型
国别省市：
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