br>[0052] 力傳感器1能正確測量力的大小,通常要確保力在某個方向上才可W準確測量, 比如,用于測量拉力的力傳感器1,沿著探頭11方向施加10N的拉力,顯示為10N,如果斜著 施加10N拉力,顯示出的結(jié)果就不是10N。為了讓探頭11準確采集豎直方向的拉力,本實用 新型可W該樣優(yōu)化技術(shù)方案:探頭11下方所有部件所構(gòu)成的裝置其質(zhì)也位于:經(jīng)過探頭11 的豎直直線。
[0053] 重鍵62所能達到的技術(shù)效果除了確定豎直方向,還有一個技術(shù)效果:用來調(diào)整質(zhì) 也的位置,使"探頭11下方所有部件所構(gòu)成的裝置其質(zhì)也位于:經(jīng)過探頭11的豎直直線。" 怎么調(diào)整呢?改變重鍵62的質(zhì)量(也可W改變細線61的息點位置),就可W改變質(zhì)也位置。
[0054] 圓球3吸附在電磁鐵2時,探頭11下方所有部件所構(gòu)成的裝置有一個質(zhì)也,圓球3 落下后,探頭11下方所有部件所構(gòu)成的裝置有另一個質(zhì)也,所W,為了提高測量精度,本實 用新型可W該樣優(yōu)化技術(shù)方案:圓球3的質(zhì)也位于;經(jīng)過探頭11的豎直直線。該樣的優(yōu)化, 可W使圓球3從下落前到下落過程的末狀態(tài)一直確保;"探頭11下方所有部件所構(gòu)成的裝 置其質(zhì)也位于:經(jīng)過探頭11的豎直直線。"
[00對 實施例四
[0056] 參見附圖5,為了不讓下落的圓球3亂滾W至于丟失,可W該樣優(yōu)化;還包括一個 位于置物板42上表面的、用于承接圓球3的圓筒7,圓筒7和置物板42 W可拆卸方式連接, 圓筒7上方設(shè)有供圓球3進入圓筒7的開口。
[0057] 圓筒7和置物板42 W可拆卸方式連接,屬于相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員通過常規(guī)手段就可 W實現(xiàn)的,比如:圓筒7底部固定連接一個豎直方向的螺桿,置物板42設(shè)有一個讓螺桿通過 的孔,利用螺母配合螺桿可W把圓筒7固定于置物板42。再比如;置物板42設(shè)有的讓螺桿 通過的孔,其孔徑稍大于螺桿直徑,該樣可W在小范圍內(nèi)調(diào)整圓筒7的位置。該些都是常規(guī) 技術(shù)手段,不詳述。
[005引圓筒7還有一個作用:圓筒7讓圓球3只在豎直方向運動。圓筒7還有一個作用: 確保圓球3和力傳感器1探頭11下方所述裝置構(gòu)成一個可視為系統(tǒng)的整體--因為圓 球3不會滾落到地上。
[0059] 有了實施例四的優(yōu)化,不僅可W用于測量重力加速度,還可W驗證變力作用下的 動量定理。動量定理在恒力作用下是成立的,該是容易通過實驗驗證的,但是,變力作用下, 動量定理還成立嗎?--該是不容易通過實驗證明的。本裝置可W用于驗證變力作用下 動量定理仍然成立。方法有多種:
[0060] -種驗證變力作用下動量定理的方法,其特征在于;所述方法應(yīng)用于一種多功能 動力學(xué)研究裝置,所述裝置,包括;固定設(shè)置的、用于測量豎直向下拉力的力傳感器1,且: 力傳感器1的探頭11固定連接固定板41,固定板41呈平板狀,且固定板41所在平面為水 平面,固定板41下表面固定連接電磁鐵2,電磁鐵2下端吸附有一個用于下落的圓球3,圓 球3由軟磁性材料制成,還包括豎直方向設(shè)置的連接架4,連接架4的上端和固定板41固定 連接,連接架4的下端固定連接置物板42,置物板42呈平板狀,置物板42所在平面為水平 面,
[0061] 還包括一個位于置物板42上表面的、用于承接圓球3的圓筒7,圓筒7和置物板 42 W可拆卸方式連接,圓筒7上方設(shè)有供圓球3進入圓筒7的開口,
[0062] 所述方法包括:
[0063] 第一步,給電磁鐵2通電,吸附圓球3,并保持圓球3靜止,測量圓球3最低端至自 由落體過程末點的高度為差h ;力傳感器1開始采集其所受拉力的數(shù)據(jù),此時傳感器所受拉 力為a ;
[0064] 第二步,電磁鐵2斷電,圓球3下落;傳感器所受拉力由a變?yōu)閎,此時刻記為ti; [006引第立步,圓球3在自由落體末點,傳感器所受拉力由b變?yōu)镃,此時刻記為t2;
[006引第四步,圓球3自t3時刻起靜止,傳感器所受拉力恢復(fù)為a ;
[0067] 第五步,查找手冊,獲得試驗地點的重力加速度數(shù)值為g,W h作為自由落體的高 度,由公式v = 計算自由落體末狀態(tài)的速度V ;
[006引第六步,W t2為研究過程的起始時刻,W t4 (t。t3)為研究過程的末時刻,則,起 始時刻圓球3的速度為V,末時刻圓球3的速度為0,研究過程歷時為t尸t4-t2;
[0069] 第走步,ts時間內(nèi),圓球3所受重力的沖量為I G= (a-b) ts;
[0070] 第八步,在F-t圖像中,ts時間內(nèi)圖像和時間軸所夾面積為Si,b乘W ts為S2,取 S 二 S1-S2;
[0071] 第九步,ts時間內(nèi),圓球3所受彈力的沖量為I W,I在數(shù)值上等于S,在誤差允許范 圍內(nèi):
[007引若:!?-??6|=^>,則驗證:變力作用下的動量定理成立。 語
[0073] -種驗證變力作用下動量定理的方法,其特征在于;所述方法應(yīng)用于一種多功能 動力學(xué)研究裝置,所述裝置,包括;固定設(shè)置的、用于測量豎直向下拉力的力傳感器1,且: 力傳感器1的探頭11固定連接固定板41,固定板41呈平板狀,且固定板41所在平面為水 平面,固定板41下表面固定連接電磁鐵2,電磁鐵2下端吸附有一個用于下落的圓球3,圓 球3由軟磁性材料制成,還包括豎直方向設(shè)置的連接架4,連接架4的上端和固定板41固定 連接,連接架4的下端固定連接置物板42,置物板42呈平板狀,置物板42所在平面為水平 面,
[0074] 還包括一個位于置物板42上表面的、用于承接圓球3的圓筒7,圓筒7和置物板 42 W可拆卸方式連接,圓筒7上方設(shè)有供圓球3進入圓筒7的開口,
[00巧]所述方法包括:
[0076] 第一步,給電磁鐵2通電,吸附圓球3,并保持圓球3靜止;力傳感器1開始采集其 所受拉力的數(shù)據(jù),此時傳感器所受拉力為a ;
[0077] 第二步,電磁鐵2斷電,圓球3下落;傳感器所受拉力由a變?yōu)閎,此時刻記為ti; [007引第立步,圓球3在自由落體末點,傳感器所受拉力由b變?yōu)镃,此時刻記為t,;
[007引第四步,圓球3自t3時刻起靜止,傳感器所受拉力恢復(fù)為a ;
[0080] 第五步,查找手冊,獲得試驗地點的重力加速度數(shù)值為g,由公式v = g歧-〇計算 自由落體末狀態(tài)的速度V ;
[008。 第六步,W t2為研究過程的起始時刻,W t4 (t > t3)為研究過程的末時刻,則,起 始時刻圓球3的速度為V,末時刻圓球3的速度為0,研究過程歷時為t5=t4-t2;
[00的]第走步,ts時間內(nèi),圓球3所受重力的沖量為I G= (a-b) ts;
[008引第八步,在F-t圖像中,ts時間內(nèi)圖像和時間軸所夾面積為Si,b乘Wts為S2,取 S 二 S1-S2;
[0084] 第九步,t擁間內(nèi),圓球3所受彈力的沖量為I W,I在數(shù)值上等于S,在誤差允許范 圍內(nèi):
[00財若;|S-則驗證:變力作用下的動量定理成立。 E
[0086] -種驗證變力作用下動量定理的方法,其特征在于;所述方法應(yīng)用于一種多功能 動力學(xué)研究裝置,所述裝置,包括;固定設(shè)置的、用于測量豎直向下拉力的力傳感器1,且: 力傳感器1的探頭11固定連接固定板41,固定板41呈平板狀,且固定板41所在平面為水 平面,固定板41下表面固定連接電磁鐵2,電磁鐵2下端吸附有一個用于下落的圓球3,圓 球3由軟磁性材料制成,還包括豎直方向設(shè)置的連接架4,連接架4的上端和固定板41固定 連接,連接架4的下端固定連接置物板42,置物板42呈平板狀,置物板42所在平面為水平 面,
[0087] 還包