專利名稱:正碰實(shí)驗(yàn)器的制作方法
本發(fā)明涉及一種供教學(xué)上使用的新型正碰實(shí)驗(yàn)器。
現(xiàn)有供教學(xué)上使用的正碰實(shí)驗(yàn)器都是根據(jù)V＝ (S)/(t) 公式而設(shè)計(jì)制造的，它們都把摩擦力看做是必須逾越的障礙，如現(xiàn)有的氣墊導(dǎo)軌。氣墊導(dǎo)軌在做動量變化規(guī)律實(shí)驗(yàn)時，著眼于測定滑塊碰撞前后的即時速度。它利用氣墊以求盡可能地減少摩擦，使滑塊做勻速運(yùn)動。然后運(yùn)用公式V＝ (s)/(t) 求速度。為了減少摩擦和測出時間t，做實(shí)驗(yàn)時，除了導(dǎo)軌和滑塊的工作表面要有很好的平直度及很高的光潔度外，還需要有氣源、光控?cái)?shù)字計(jì)時器或閃光照像設(shè)備及一些其它的附加設(shè)備，從而使整個儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價昂貴、實(shí)驗(yàn)操作和維修保養(yǎng)都十分不便。
本發(fā)明是要提供一種新型的正碰實(shí)驗(yàn)器，它具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，能夠用來驗(yàn)證動量守恒、動能守恒、動量定理和動能定理等一系列教學(xué)實(shí)驗(yàn)。
本發(fā)明的任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的將一塊質(zhì)量為m的滑塊從摩擦導(dǎo)軌頂端園弧軌道上的接觸擋板處下滑，進(jìn)入平直軌道后做勻減速運(yùn)動。導(dǎo)軌安裝在一塊底板上，底板上標(biāo)有長度計(jì)量單位或?qū)к壟圆迳弦粔K標(biāo)有長度計(jì)量單位的刻度板，刻度板與底板垂直相連?；瑝K過園弧軌道與平直軌道交接處O點(diǎn)的瞬時速度為V，最后停在Q點(diǎn)，滑動摩擦系數(shù)為u，滑塊在平直軌道上滑動時的加速度為a，O點(diǎn)到Q點(diǎn)的距離為S，參考附圖3。本發(fā)明恰恰利用摩擦力，它的發(fā)明原理是從運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)公式
得V=2ugs]]>，這樣，只要測得s的大小，并根據(jù)兩物體碰撞前后的動量或動能的變化，就能驗(yàn)證動量守恒定律和彈性碰撞動能守恒，能研究相互作用的物體的動量變化。本實(shí)驗(yàn)與計(jì)時器配合使用，還能用來驗(yàn)證動能定理和動量定理。在兩個碰撞體上貼上膠布和涂上漿糊，還能做非彈性和完全非彈性碰撞。
本實(shí)驗(yàn)器中的滑塊由金屬或彈性恢復(fù)系數(shù)大于0.9的硬質(zhì)材料制成，最好使用黃銅制成?；瑝K的形狀可做成長方形、方形等各種形狀，但為了更好地做到正碰，最好做成一端為曲面的圓柱體。摩擦導(dǎo)軌固定在一塊刻有長度計(jì)量單位的底板上，或者在導(dǎo)軌旁插上一塊標(biāo)有長度計(jì)量單位的刻度板并使之與底板垂直相連。摩擦導(dǎo)軌由一根或兩根相隔一定距離的金屬線或有機(jī)玻璃線或塑料線構(gòu)成。在使用一根線構(gòu)成導(dǎo)軌的情況下，應(yīng)在滑塊中間鉆一個貫通孔，以便套在導(dǎo)軌上。
發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖給出。
圖1是根據(jù)本發(fā)明提出的新型正碰實(shí)驗(yàn)器的立體圖。
圖2是實(shí)驗(yàn)器的構(gòu)件之一，滑塊的立體圖。
圖3是本實(shí)驗(yàn)原理的示意圖。
下面結(jié)合圖1和圖2詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明提出的具體實(shí)驗(yàn)器的細(xì)節(jié)及作用。
一條由園弧部分和平直部分組成的摩擦導(dǎo)軌〔1〕，園弧的園心角最好為90度，裝在底板〔4〕上的導(dǎo)軌〔1〕由兩條相隔一定距離的金屬線構(gòu)成。滑塊〔2〕的形狀最好制成一端為曲面的圓柱體，以利于做到完全正碰。為了盡可能做到完全彈性碰撞，滑塊〔2〕的制造材料最好為黃銅。導(dǎo)軌〔1〕旁插上一塊刻度板〔3〕用以測量滑塊〔2〕滑動的距離。為了便于調(diào)節(jié)和測定滑塊〔2〕下滑前所處的高度，在園弧軌道上最好配有一個可順著軌道調(diào)節(jié)高度的擋板〔5〕。
權(quán)利要求
1.一種供教學(xué)上用的新型正碰實(shí)驗(yàn)器，其特征在于該實(shí)驗(yàn)器是由摩擦導(dǎo)軌[1]、緊貼在導(dǎo)軌上滑動的滑塊[2]和刻度板[3]組成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的正碰器，其特征在于所述的滑塊〔2〕的形狀是一端為曲面的園柱體。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1、2的正碰實(shí)驗(yàn)器，其特征在于所述的滑塊〔2〕是由黃銅或恢復(fù)系數(shù)大于0.9的硬質(zhì)材料制成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的正碰器，其特征在于所述的摩擦導(dǎo)軌〔1〕是由園弧軌道和平直軌道兩部分組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1、4的正碰器，其特征在于所述的導(dǎo)軌〔1〕是由兩條相隔一定距離的金屬線或有機(jī)玻璃或塑料構(gòu)成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1、4的正碰器，其特征在于所述的導(dǎo)軌〔1〕是由一條金屬線或有機(jī)玻璃或塑料構(gòu)成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1的正碰實(shí)驗(yàn)器，其特征在于所述的刻度板〔3〕是作為摩擦導(dǎo)軌〔1〕的底板〔4〕與導(dǎo)軌相連的。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1的正碰實(shí)驗(yàn)器，其特征在于所述的刻度板〔3〕是與底板〔4〕垂直相連的。
專利摘要
本發(fā)明提供了一種供教學(xué)上使用的新型正碰實(shí)驗(yàn)器。它是由摩擦導(dǎo)軌、緊貼在導(dǎo)軌上滑動的滑塊和刻度板組成。它具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低等特點(diǎn)，能夠用來驗(yàn)證動量守恒、動能守恒、動量定理和動能定理等一系列的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。
文檔編號G09B23/08GK86106363SQ86106363
公開日1988年3月30日 申請日期1986年9月17日
發(fā)明者黃修雄 申請人:黃修雄導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan