[实用新型]一种无线向心力实验器

说明书

本实用新型具体涉及一种无线向心力实验器，包括T形支架，所述T形支架的横梁顶面安装配重调节装置；所述配重调节装置包括两根相同的条状拉杆，两根拉杆安装在同一条直线上并且与T形支架的横梁平行；两根拉杆的外端穿过安装在横梁顶面左右两端的孔，两根拉杆的内端与安装在横梁顶面中间的力传感器固定相连；其中一根拉杆上安装配重块；所述配重块能沿拉杆的方向移动；所述配重块通过螺钉能够固定在拉杆上且与横梁不接触。本装置结构简洁、测量精确。

技术领域

本实用新型涉及教学实验设备技术领域，具体涉及一种无线向心力实验器。

背景技术

向心力实验是高中物理中的一个重要内容，多用大小带轮做向心力实验。大小带轮是一种形象直观的力学实验仪器。将仪器放置平稳并使摇柄能伸出台面以便操作，将两球置于两带轮的悬臂旋转，由于球的离心力作用，压杆向下压使标尺露出相应的刻度，离心力越大露出的刻度越长，反过来压杆下面弹簧的弹力通过压杆传递给钢球或铝球作为其作圆周运动的向心力。通过分别改变球的质量，改变两轮的传动比，改变球的运动半径进行对比实验，以此来粗略验证向心力F与质量m、运动半径r、角速度w、线速度v之间的关系。但是这种设备仍存在以下的问题：（1）由于摩擦力引起的误差，（2）设备体积较大，实验数据记录不够方便快捷，影响实验的结果。

发明内容

1、所要解决的技术问题：

根据上述的问题，本方法提出一种结构简洁、测量精确的向心力实验器，用于探究向心力与角速度，半径和质量的关系以及观察圆周运动中向心力随时间变化规律。

2、技术方案：

一种无线向心力实验器，包括T形支架，所述T形支架的横梁顶面安装配重调节装置；所述配重调节装置包括两根相同的条状拉杆，两根拉杆安装在同一条直线上并且与T形支架的横梁平行；两根拉杆的外端穿过安装在横梁顶面左右两端的孔，两根拉杆的内端与安装在横梁顶面中间的力传感器固定相连；其中一根拉杆上安装配重块；所述配重块能沿拉杆的方向移动；所述配重块通过螺钉能够固定在拉杆上且与横梁不接触。

所述横梁中间位置设有轴承，轴承内圈固定连接有T形支架的立柱；所述立柱顶端固定光码盘，横梁中间与光码盘相应的位置固定光电传感器；所述光电传感器采集光码盘的相对转动的数据。

所述横梁的外壳顶面设有长度刻度，所述长度刻度与配重块在横梁的同一侧。

进一步地，还包括支撑杆，所述支撑杆与T形支架的立柱底部通过旋紧螺钉固定相连；所述支撑杆与立柱之间的夹角能够调节。

进一步地，还包括底座，所述支撑杆通过可拆卸的结构固定在底座上；所述底座的底部设置高度调节装置。

进一步地，所述底座为人字形底座。

进一步地，所述配重块为长方体铜块，所述铜块通过能拆卸结构安装在拉杆上；所述铜块能够更换；所述铜块的正面的中央位置刻有中心线。

进一步地，还包括蓝牙传输装置，所述光电传感器将采集的信息通过蓝牙传输装置传输。

进一步地，所述横梁上设有两个水平仪，其中一个与横梁平行，另一个与横梁垂直。

3、有益效果：

（1）在本装置中，T形支架的横梁通过轴承结构以支架的立柱为轴进行转动。转动时带动

安装在T形支架的横梁顶面的配重块转动，配重块转动产生向心力。产生的向心力通过与配重块固定连接的拉杆传输至力传感器，力传感器将采集的信号通过蓝牙传输至数据采集装置，数据采集装置将采集的信号传输至电脑终端进行数据的处理。

（2）在本装置中，通过述横梁的外壳顶面设有长度刻度，与配重块中央刻度线配合起来可以方便直接读出转动半径。