專利名稱：電火花描跡法研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)儀，特別是涉及一種電火花描跡法研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī) 律實(shí)驗(yàn)儀。
背景技術(shù)：
目前適合高中物理教學(xué)，能反映自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的教學(xué)實(shí)驗(yàn)方案主要有以下兩 種1.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(或電火花計(jì)時(shí)器)固定在鐵架臺(tái)上，紙帶一端系著重物，另一 端穿過(guò)計(jì)時(shí)器。用手捏住紙帶，啟運(yùn)計(jì)時(shí)器，松手后重物自由下落，計(jì)時(shí)器在紙帶上留下一 串小點(diǎn)，根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡即可研究物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律并算出物體下落時(shí)的加速度。2.頻閃照像法使一物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，在頻閃儀的照射下使照像機(jī)連續(xù)周期 性曝光，將落體的下落情況拍攝下來(lái)，進(jìn)而研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。現(xiàn)在技術(shù)的缺點(diǎn)1)紙帶與限位孔之間有摩擦，帶來(lái)較大的實(shí)驗(yàn)誤差。2)物體下落的方向與打點(diǎn)順序相反，物體所處的位置與點(diǎn)跡沒(méi)有直觀的一一對(duì)應(yīng) 關(guān)系，學(xué)生需要一定的邏輯思維才能理解點(diǎn)跡的規(guī)律就反映了物體下落的規(guī)律，尤其是用 該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，學(xué)生很容易習(xí)慣性的認(rèn)為越打在下面的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重力勢(shì)能 越小，越打在上面的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重力勢(shì)能越大。3)用手捏住紙帶，容易出現(xiàn)抖動(dòng)，前面若干點(diǎn)無(wú)效。4)頻閃照像法不存在上述問(wèn)題，但儀器成本高，不適合在大部分高中推廣使用。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種實(shí)驗(yàn)精確性高、實(shí)驗(yàn)直觀、成本低的 電火花描跡法研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)儀。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的電火花描跡法研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 實(shí)驗(yàn)儀，第一豎直絕緣長(zhǎng)條和第二豎直絕緣長(zhǎng)條并列垂直設(shè)在絕緣底座上，在所述的第一 豎直絕緣長(zhǎng)條和第二豎直絕緣長(zhǎng)條的內(nèi)側(cè)分別設(shè)有第一長(zhǎng)金屬條和第二長(zhǎng)金屬條，所述的 第一長(zhǎng)金屬條和第二長(zhǎng)金屬條與間歇供電裝置的兩個(gè)電極電連接，所述的第一長(zhǎng)金屬條和 第二長(zhǎng)金屬條上分別設(shè)有重疊的白紙帶和墨粉紙帶，在所述的第一豎直絕緣長(zhǎng)條和第二豎 直絕緣長(zhǎng)條的上端之間設(shè)有與電源連接的電磁繼電器，在所述的絕緣底座上處于所述的第 一豎直絕緣長(zhǎng)條和第二豎直絕緣長(zhǎng)條下端之間設(shè)有緩沖墊，兩端為圓錐形的導(dǎo)電落體處于 所述的第一豎直絕緣長(zhǎng)條和第二豎直絕緣長(zhǎng)條之間，在所述的第一豎直絕緣長(zhǎng)條或第二豎 直絕緣長(zhǎng)條的外側(cè)設(shè)有鉛垂線。在所述的絕緣底座上設(shè)有插座，所述的第一豎直絕緣長(zhǎng)條和第二豎直絕緣長(zhǎng)條插 在所述的插座內(nèi)，所述的第一長(zhǎng)金屬條和第二長(zhǎng)金屬條分別與所述的插座內(nèi)的金屬片相連，所述的插座內(nèi)的金屬片分別與所述的間歇供電裝置的兩個(gè)電極電連接，所述的電磁繼 電器插接在所述的第一豎直絕緣長(zhǎng)條和第二豎直絕緣長(zhǎng)條的上端之間。所述的間歇供電裝置為感應(yīng)圈或電火花計(jì)時(shí)器。所述的第一豎直絕緣長(zhǎng)條和第二豎直絕緣長(zhǎng)條的上下均開(kāi)有條形孔，便于裝卸所 述的白紙帶和墨粉紙帶。所述的緩沖墊為海綿。所述的白紙帶處于外側(cè)，所述的墨粉紙帶處于內(nèi)側(cè)或所述的白紙帶處于內(nèi)側(cè)，所 述的墨粉紙帶處于外側(cè)。采用上述技術(shù)方案的電火花描跡法研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)儀，實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開(kāi) 間歇供電裝置開(kāi)關(guān)，使第一長(zhǎng)金屬條和第二長(zhǎng)金屬條內(nèi)側(cè)產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，電磁繼電器吸住的 落體自由下落時(shí)穿過(guò)第一長(zhǎng)金屬條和第二長(zhǎng)金屬條之間產(chǎn)生電火花，將墨粉紙帶上的墨粉 溶化，在白紙帶留下點(diǎn)跡，根據(jù)這些點(diǎn)跡即可研究落體自由下落時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)與現(xiàn)有技術(shù)相比實(shí)驗(yàn)誤差更小。打點(diǎn)順序與物體下 落方向一致，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀，學(xué)生更易于理解實(shí)驗(yàn)的原理。不存在用手捏紙帶出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn) 象，所有點(diǎn)跡有效，實(shí)驗(yàn)儀器的制作成本相對(duì)低廉。綜上所述，本實(shí)用新型是一種實(shí)驗(yàn)精確性高、實(shí)驗(yàn)直觀、成本低的電火花描跡法研 究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)儀，也可用于驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中A處放大圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。參見(jiàn)圖1和圖2，在絕緣底座9上設(shè)有插座8，第一豎直絕緣長(zhǎng)條2和第二豎直絕 緣長(zhǎng)條5并列垂直分別插在插座8內(nèi)，在第一豎直絕緣長(zhǎng)條2和第二豎直絕緣長(zhǎng)條5的內(nèi) 側(cè)分別設(shè)有第一長(zhǎng)金屬條11和第二長(zhǎng)金屬條7，第一長(zhǎng)金屬條11和第二長(zhǎng)金屬條7分別 與插座8內(nèi)的金屬片相連，插座8內(nèi)的金屬片分別與電火花計(jì)時(shí)器12的兩個(gè)電極電連接， 也可以與感應(yīng)圈的兩個(gè)電極電連接，第一長(zhǎng)金屬條11和第二長(zhǎng)金屬條7上下均開(kāi)有條形孔 13，實(shí)驗(yàn)時(shí)將墨粉紙帶15與白紙帶14重疊，兩端分別穿過(guò)條形孔13并用夾子夾住，以保證 白紙帶14、墨粉紙帶15及金屬長(zhǎng)條相互緊貼，白紙帶14處于外側(cè)，墨粉紙帶15處于內(nèi)側(cè)， 也可以白紙帶14處于內(nèi)側(cè)，墨粉紙帶15處于外側(cè)，在第一豎直絕緣長(zhǎng)條2和第二豎直絕緣 長(zhǎng)條5的上端之間插接在與電源1連接的電磁繼電器3，在絕緣底座9上處于第一豎直絕緣 長(zhǎng)條2和第二豎直絕緣長(zhǎng)條5下端之間設(shè)有緩沖墊10，緩沖墊10為海綿，海綿在落體下落 時(shí)起緩沖作用，由一金屬圓柱體與兩金屬圓錐的落體4處于第一豎直絕緣長(zhǎng)條2和第二豎 直絕緣長(zhǎng)條5之間，在第二豎直絕緣長(zhǎng)條5的外側(cè)設(shè)有鉛垂線6。參見(jiàn)圖1和圖2，動(dòng)作關(guān)系說(shuō)明(實(shí)驗(yàn)過(guò)程)1)、將第一豎直絕緣長(zhǎng)條2和第二豎直絕緣長(zhǎng)條5分別插入絕緣底座9上的插座 8中，將電磁繼電器3的支架插入第一豎直絕緣長(zhǎng)條2和第二豎直絕緣長(zhǎng)條5頂端。
4[0026]2)、將電磁繼電器3接到電源1上，將感應(yīng)圈或電火花計(jì)時(shí)器12接到絕緣底座9 的接線柱上。3)、裝好鉛垂線6，調(diào)節(jié)絕緣底座9的底座螺絲，使鉛垂線6與第一豎直絕緣長(zhǎng)條2 和第二豎直絕緣長(zhǎng)條5平行，以保證第一豎直絕緣長(zhǎng)條2和第二豎直絕緣長(zhǎng)條5豎直，即保 證第一長(zhǎng)金屬條11和第二長(zhǎng)金屬條7垂直。4)、接好電源1，打開(kāi)電磁繼電器3，吸住落體4，打開(kāi)感應(yīng)圈或電火花計(jì)時(shí)器12開(kāi) 關(guān)，使第一長(zhǎng)金屬條11和第二長(zhǎng)金屬條7內(nèi)側(cè)產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，再斷開(kāi)電磁繼電器3開(kāi)關(guān)，使落 體4做自由落體運(yùn)動(dòng)，落體4自由下落時(shí)穿過(guò)第一長(zhǎng)金屬條11和第二長(zhǎng)金屬條7之間產(chǎn)生 電火花，將墨粉紙帶15上的墨粉溶化，在白紙帶14留下點(diǎn)跡，根據(jù)這些點(diǎn)跡即可研究落體 4自由下落時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，最后斷開(kāi)感應(yīng)圈或電火花計(jì)時(shí)器12開(kāi)關(guān)，取下墨粉紙帶15和白 紙帶14。采用上述技術(shù)方案的電火花描跡法研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)儀的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)， 采用電火花描跡法，適時(shí)同步描出物體下落時(shí)的位置。導(dǎo)線不直接接在落體上，落體與紙帶 分離，除空氣外不影響落體自由下落。設(shè)計(jì)獨(dú)特帶尖端落體，易于成功實(shí)現(xiàn)描點(diǎn)。用與白紙 帶同樣大小的墨粉紙帶與之重疊固定。
權(quán)利要求一種電火花描跡法研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)儀，其特征是第一豎直絕緣長(zhǎng)條(2)和第二豎直絕緣長(zhǎng)條(5)并列垂直設(shè)在絕緣底座(9)上，在所述的第一豎直絕緣長(zhǎng)條(2)和第二豎直絕緣長(zhǎng)條(5)的內(nèi)側(cè)分別設(shè)有第一長(zhǎng)金屬條(11)和第二長(zhǎng)金屬條(7)，所述的第一長(zhǎng)金屬條(11)和第二長(zhǎng)金屬條(7)與間歇供電裝置的兩個(gè)電極電連接，所述的第一長(zhǎng)金屬條(11)和第二長(zhǎng)金屬條(7)上分別設(shè)有重疊的白紙帶(14)和墨粉紙帶(15)，在所述的第一豎直絕緣長(zhǎng)條(2)和第二豎直絕緣長(zhǎng)條(5)的上端之間設(shè)有與電源(1)連接的電磁繼電器(3)，在所述的絕緣底座(9)上處于所述的第一豎直絕緣長(zhǎng)條(2)和第二豎直絕緣長(zhǎng)條(5)下端之間設(shè)有緩沖墊(10)，兩端為圓錐形的導(dǎo)電落體(4)處于所述的第一豎直絕緣長(zhǎng)條(2)和第二豎直絕緣長(zhǎng)條(5)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花描跡法研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)儀，其特征是在 所述的絕緣底座(9)上設(shè)有插座(8)，所述的第一豎直絕緣長(zhǎng)條(2)和第二豎直絕緣長(zhǎng)條 (5)插在所述的插座(8)內(nèi)，所述的第一長(zhǎng)金屬條(11)和第二長(zhǎng)金屬條(7)分別與所述的 插座(8)內(nèi)的金屬片相連，所述的插座(8)內(nèi)的金屬片分別與所述的間歇供電裝置的兩個(gè) 電極電連接，所述的電磁繼電器(3)插接在所述的第一豎直絕緣長(zhǎng)條(2)和第二豎直絕緣 長(zhǎng)條(5)的上端之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電火花描跡法研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)儀，其特征是 所述的間歇供電裝置為感應(yīng)圈或電火花計(jì)時(shí)器(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電火花描跡法研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)儀，其特征是 所述的第一豎直絕緣長(zhǎng)條(2)和第二豎直絕緣長(zhǎng)條(5)的上下均開(kāi)有條形孔(13)，便于裝 卸所述的白紙帶(14)和墨粉紙帶(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電火花描跡法研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)儀，其特征是 所述的緩沖墊(10)為海綿。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電火花描跡法研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)儀，其特征是 所述的白紙帶(14)處于外側(cè)，所述的墨粉紙帶(15)處于內(nèi)側(cè)或所述的白紙帶(14)處于內(nèi) 側(cè)，所述的墨粉紙帶(15)處于外側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電火花描跡法研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)儀，其特征是 在所述的第一豎直絕緣長(zhǎng)條(2)或第二豎直絕緣長(zhǎng)條(5)的外側(cè)設(shè)有鉛垂線(6)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電火花描跡法研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)儀，第一豎直絕緣長(zhǎng)條(2)和第二豎直絕緣長(zhǎng)條(5)并列垂直設(shè)在絕緣底座(9)上，且內(nèi)側(cè)設(shè)有第一長(zhǎng)金屬條(11)和第二長(zhǎng)金屬條(7)，第一長(zhǎng)金屬條(11)和第二長(zhǎng)金屬條(7)與間歇供電裝置的兩個(gè)電極電連接，內(nèi)側(cè)分別設(shè)有重疊的白紙帶和墨粉紙帶，在第一豎直絕緣長(zhǎng)條(2)和第二豎直絕緣長(zhǎng)條(5)的上端之間設(shè)有與電源(1)連接的電磁繼電器(3)，在絕緣底座(9)上設(shè)有緩沖墊(10)，落體(4)處于第一豎直絕緣長(zhǎng)條(2)和第二豎直絕緣長(zhǎng)條(5)之間，在第二豎直絕緣長(zhǎng)條(5)的外側(cè)設(shè)有鉛垂線(6)。本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)精確性高、實(shí)驗(yàn)直觀、成本低。
文檔編號(hào)G09B23/10GK201622731SQ200920312499
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者伍艷, 陽(yáng)槐平 申請(qǐng)人:陽(yáng)槐平;伍艷