專利名稱：電火花描跡法研究自由落體運動規(guī)律實驗儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種實驗儀，特別是涉及一種電火花描跡法研究自由落體運動規(guī) 律實驗儀。
背景技術(shù)：
目前適合高中物理教學，能反映自由落體運動規(guī)律的教學實驗方案主要有以下兩 種1.將打點計時器(或電火花計時器)固定在鐵架臺上，紙帶一端系著重物，另一 端穿過計時器。用手捏住紙帶，啟運計時器，松手后重物自由下落，計時器在紙帶上留下一 串小點，根據(jù)紙帶上的點跡即可研究物體做自由落體運動的規(guī)律并算出物體下落時的加速度。2.頻閃照像法使一物體做自由落體運動，在頻閃儀的照射下使照像機連續(xù)周期 性曝光，將落體的下落情況拍攝下來，進而研究自由落體運動的規(guī)律?，F(xiàn)在技術(shù)的缺點1)紙帶與限位孔之間有摩擦，帶來較大的實驗誤差。2)物體下落的方向與打點順序相反，物體所處的位置與點跡沒有直觀的一一對應 關(guān)系，學生需要一定的邏輯思維才能理解點跡的規(guī)律就反映了物體下落的規(guī)律，尤其是用 該實驗驗證機械能守恒定律時，學生很容易習慣性的認為越打在下面的點對應的重力勢能 越小，越打在上面的點對應的重力勢能越大。3)用手捏住紙帶，容易出現(xiàn)抖動，前面若干點無效。4)頻閃照像法不存在上述問題，但儀器成本高，不適合在大部分高中推廣使用。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種實驗精確性高、實驗直觀、成本低的 電火花描跡法研究自由落體運動規(guī)律實驗儀。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的電火花描跡法研究自由落體運動規(guī)律 實驗儀，第一豎直絕緣長條和第二豎直絕緣長條并列垂直設(shè)在絕緣底座上，在所述的第一 豎直絕緣長條和第二豎直絕緣長條的內(nèi)側(cè)分別設(shè)有第一長金屬條和第二長金屬條，所述的 第一長金屬條和第二長金屬條與間歇供電裝置的兩個電極電連接，所述的第一長金屬條和 第二長金屬條上分別設(shè)有重疊的白紙帶和墨粉紙帶，在所述的第一豎直絕緣長條和第二豎 直絕緣長條的上端之間設(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 一豎直絕緣長條和第二豎直絕緣長條下端之間設(shè)有緩沖墊，兩端為圓錐形的導電落體處于 所述的第一豎直絕緣長條和第二豎直絕緣長條之間，在所述的第一豎直絕緣長條或第二豎 直絕緣長條的外側(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條和第二豎直絕緣長條插 在所述的插座內(nèi)，所述的第一長金屬條和第二長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條和第二豎直絕緣長條的上端之間。所述的間歇供電裝置為感應圈或電火花計時器。所述的第一豎直絕緣長條和第二豎直絕緣長條的上下均開有條形孔，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動規(guī)律實驗儀，實驗時，打開 間歇供電裝置開關(guān)，使第一長金屬條和第二長金屬條內(nèi)側(cè)產(chǎn)生強電場，電磁繼電器吸住的 落體自由下落時穿過第一長金屬條和第二長金屬條之間產(chǎn)生電火花，將墨粉紙帶上的墨粉 溶化，在白紙帶留下點跡，根據(jù)這些點跡即可研究落體自由下落時的運動規(guī)律。本實驗設(shè)計具有以下優(yōu)點與現(xiàn)有技術(shù)相比實驗誤差更小。打點順序與物體下 落方向一致，實驗現(xiàn)象直觀，學生更易于理解實驗的原理。不存在用手捏紙帶出現(xiàn)抖動現(xiàn) 象，所有點跡有效，實驗儀器的制作成本相對低廉。綜上所述，本實用新型是一種實驗精確性高、實驗直觀、成本低的電火花描跡法研 究自由落體運動規(guī)律實驗儀，也可用于驗證機械能守恒定律。

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中A處放大圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。參見圖1和圖2，在絕緣底座9上設(shè)有插座8，第一豎直絕緣長條2和第二豎直絕 緣長條5并列垂直分別插在插座8內(nèi)，在第一豎直絕緣長條2和第二豎直絕緣長條5的內(nèi) 側(cè)分別設(shè)有第一長金屬條11和第二長金屬條7，第一長金屬條11和第二長金屬條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時器12的兩個電極電連接， 也可以與感應圈的兩個電極電連接，第一長金屬條11和第二長金屬條7上下均開有條形孔 13，實驗時將墨粉紙帶15與白紙帶14重疊，兩端分別穿過條形孔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)，在第一豎直絕緣長條2和第二豎直絕緣 長條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 長條2和第二豎直絕緣長條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條2和第二豎 直絕緣長條5之間，在第二豎直絕緣長條5的外側(cè)設(shè)有鉛垂線6。參見圖1和圖2，動作關(guān)系說明(實驗過程)1)、將第一豎直絕緣長條2和第二豎直絕緣長條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條2和第二豎直絕緣長條5頂端。
4[0026]2)、將電磁繼電器3接到電源1上，將感應圈或電火花計時器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與第一豎直絕緣長條2 和第二豎直絕緣長條5平行，以保證第一豎直絕緣長條2和第二豎直絕緣長條5豎直，即保 證第一長金屬條11和第二長金屬條7垂直。4)、接好電源1，打開電磁繼電器3，吸住落體4，打開感應圈或電火花計時器12開 關(guān)，使第一長金屬條11和第二長金屬條7內(nèi)側(cè)產(chǎn)生強電場，再斷開電磁繼電器3開關(guān)，使落 體4做自由落體運動，落體4自由下落時穿過第一長金屬條11和第二長金屬條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留下點跡，根據(jù)這些點跡即可研究落體 4自由下落時的運動規(guī)律，最后斷開感應圈或電火花計時器12開關(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動規(guī)律實驗儀的關(guān)鍵技術(shù)點， 采用電火花描跡法，適時同步描出物體下落時的位置。導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)計獨特帶尖端落體，易于成功實現(xiàn)描點。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動規(guī)律實驗儀，其特征是第一豎直絕緣長條(2)和第二豎直絕緣長條(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條(2)和第二豎直絕緣長條(5)的內(nèi)側(cè)分別設(shè)有第一長金屬條(11)和第二長金屬條(7)，所述的第一長金屬條(11)和第二長金屬條(7)與間歇供電裝置的兩個電極電連接，所述的第一長金屬條(11)和第二長金屬條(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條(2)和第二豎直絕緣長條(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條(2)和第二豎直絕緣長條(5)下端之間設(shè)有緩沖墊(10)，兩端為圓錐形的導電落體(4)處于所述的第一豎直絕緣長條(2)和第二豎直絕緣長條(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動規(guī)律實驗儀，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條(2)和第二豎直絕緣長條 (5)插在所述的插座(8)內(nèi)，所述的第一長金屬條(11)和第二長金屬條(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 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條(2)和第二豎直絕緣 長條(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動規(guī)律實驗儀，其特征是 所述的間歇供電裝置為感應圈或電火花計時器(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動規(guī)律實驗儀，其特征是 所述的第一豎直絕緣長條(2)和第二豎直絕緣長條(5)的上下均開有條形孔(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動規(guī)律實驗儀，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動規(guī)律實驗儀，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動規(guī)律實驗儀，其特征是 在所述的第一豎直絕緣長條(2)或第二豎直絕緣長條(5)的外側(cè)設(shè)有鉛垂線(6)。
專利摘要本實用新型公開了一種電火花描跡法研究自由落體運動規(guī)律實驗儀，第一豎直絕緣長條(2)和第二豎直絕緣長條(5)并列垂直設(shè)在絕緣底座(9)上，且內(nèi)側(cè)設(shè)有第一長金屬條(11)和第二長金屬條(7)，第一長金屬條(11)和第二長金屬條(7)與間歇供電裝置的兩個電極電連接，內(nèi)側(cè)分別設(shè)有重疊的白紙帶和墨粉紙帶，在第一豎直絕緣長條(2)和第二豎直絕緣長條(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條(2)和第二豎直絕緣長條(5)之間，在第二豎直絕緣長條(5)的外側(cè)設(shè)有鉛垂線(6)。本實用新型實驗精確性高、實驗直觀、成本低。
文檔編號G09B23/10GK201622731SQ200920312499
公開日2010年11月3日 申請日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者伍艷, 陽槐平 申請人:陽槐平;伍艷