[其他]一种用于力学实验的组合教具

说明书

本实用新型是用于中学运动学、动力学、机械振动实验演示的组合教具。

由于摩擦阻力的存在，使得物理实验教学中，运动学、动力学、机械振动等实验的教具多不能取得满意效果，且一种教具所做实验有限。目前使用的气垫导轨还同时需配气源、计时器、光电门，价线贵、维护不便、机械噪声大、实验时间长。

电磁打点时器记录纸只能做一维运动，而该教具在做两维运动实验时，记录纸转动就可记录出两维运动波形线。

本实用新型的目的就是提供一种能做多个力学实验、结构简单、实验时间短，可多次重复、    数据获取方便的组合教具。

利用运动物体在极短时间内，在相当短的路程上速度不太高的物体摩擦阻力对运动物体影响不太明显的特点，并采取阻力平衡，则可在一定精度的范围内，直接用实验数据验证这些力学定理。

本实用新型所提供的教具，主要包括（见图1（a）、（b）、（c）〕：两根相互平行的导轨（1），稳定支撑的支棒（1－6），支架（1－5），一个供记录用的记录台（1－4），带有4个滚轮的小车（2）用以在导轨上运动，一个电磁振动计时记录器装在小车内，居下方有一记录笔（2－1）触到记录台的卷纸上。220伏的交流电经变压器变至6～9伏，经导轨输入给计时记录器（图1a），或由导线直接输入小车图1（b），或由干电池经逆变器供电图1（c），当小车运动时，记录器中的记录笔在纸上划出一条振动波形线，周期依使用电源频率而定。

由（1－2），（1－3、（1－4）组成的记录纸转动装置，可完成两维运动实验的记录。

电磁振动计时记录器（见图2）包括有电磁线圈（1），永久磁钢（2）（或电磁铁），振动片（3）以及底座（5）和一记录笔（4）等构成。波形线代表不同的运动状态，各种物理定理，公式通过测量波形线的波长而得到验证。

为了提高精度、减少摩擦阻力的影响，用拉绳通过定滑轮将小车与一砝码盒相接，增减砝码盒中的砝码、可使其阻力达到平衡。若波形线波长相同，则为阻力平衡的表现。

该教具有七种装配方式、共可做32个运动学、动力学，机械振动实验，其精度在5％以内。

附图及实施例

图3主要包括：导轨（1），接电源的接线柱（1－1），转动纸轴的摇柄（1－2），转纸轴（1－3），记录台（1－4），导轨座（1－5），固定棒（1－6），调节导轨水平的调节丝（1－7），电磁振动计时记录器兼小车（2），记录笔（2－1），定滑轮（1－8），拉绳（2－2），平衡阻力用的砝码盒及砝码（2－3）以及电源接线（11）。此装配方式主要用以验证匀速直接运动，变速直接运动、平均速度、瞬时速度、加速度、匀加速直线运动、测重力加速度g，验证牛顿第二定律。

图4为在图3基础上再装配一辆小车（2），取掉砝码盒。用以验证牛顿第三定律、弹性碰撞，完全非弹性碰撞。

图5和图3结构一样，只是支架一端装置一高度调节机构（112）、用于斜面法测重力加速度g，机械能守恒定律、恒力的动量定理实验。

图6是在图3的基础上、装一弧形轨道（4－1）于导轨一端，（7）为固定弧形轨上的折角立架（7），提供已知速度的弹丸（10），在小车上装有相应的受弹筒（5）。验证动能与势能的转换。

图7是在图3的基础上，在导轨一端装一    发射器（6），用以发射弹丸，折角之架（7）用于固定发射器用。小车上仍装一受弹筒（5）。用以测弹丸速度。

图8是在图4的基础上，将发射器（6）装在一辆小车上，直接做反冲实验。

图9是在图3的基础上，取掉砝码盒，小车两端联两弹簧（8）于导轨两端的折角立架（7），和转纸轴的转纸相配合，形成其独特的实验方法。用以做机械振动实验，验证简谐振动、测弹簧等效质量和弹性系数，验证周期公式，阻尼振动、受迫振动和共振、振动合成、简谐振动中的能量守恒等实验。