專利名稱：驗證機械能及動量守恒的實驗裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及物理教學中的力學實驗裝置，特別涉及一種用于驗證機械能守恒及動量守恒實驗。
背景技術(shù)：
目前，在做機械能守恒定律的驗證實驗時采用的最常用方法是落體驗證法、斜槽平拋驗證法，在用這些方法驗證機械能守恒時，由于存在空氣摩擦阻力、斜槽的摩擦阻力和當?shù)刂亓铀俣鹊臏y定影響了驗證結(jié)論，小球下落時重力勢能的減少量比動能的增加量還要小，這顯然是違背能量守恒定律的；其次小球速率不易精確計算，速率誤差較大，從而導致實驗結(jié)論與理論值不符，影響學生對于物理知識的理解和學習興趣。在做動量守恒定律時常采用氣墊導軌滑塊碰撞來驗證，而這種裝置對水平的調(diào)整要求很高，不易操作，其次，這種裝置普及率不高?！?br>
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種驗證機械能及動量守恒的實驗裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中在做機械能守恒定律和動量守恒定律的驗證實驗時摩擦力、當?shù)刂亓铀俣葴y定等因
素的影響。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案一種驗證機械能的實驗裝置，包括鐵架臺，所述鐵架臺的一側(cè)從下往上依次鋪設有白紙和復寫紙，所述鐵架臺的頂端設有固定軸，所述固定軸連接有可橫向擺動的擺動桿，所述擺動桿的尾端連接有第一金屬小球，所述鐵架臺上還設有刻度盤和用于阻擋擺動桿的阻擋桿。所述擺動桿的尾端與第一金屬小球的連接處為“U”字形。擺動桿為彈性和硬度較大、直徑Imm左右的鋼絲制成，所述第一金屬小球上設有小洞，所述第一金屬小球通過小洞套在所述擺動桿上，小洞直徑大于擺動桿的直徑，小洞的深度到球心，內(nèi)壁光滑?！N驗證動量守恒的實驗裝置,包括鐵架臺，所述鐵架臺的一側(cè)從下往上依次鋪設有白紙和復寫紙，所述鐵架臺的頂端設有固定軸，所述固定軸連接有可橫向擺動的擺動桿，所述擺動桿的尾端連接有第一金屬小球，所述鐵架臺上還設有刻度盤和用于阻擋擺動桿的阻擋桿，所述鐵架臺鋪設有白紙的一側(cè)設有支桿，所述支桿頂部放置有第二金屬小球，當擺動桿垂直于鐵架臺底面時，第一金屬小球和第二金屬小球的處于同一水平面。所述第一金屬小球和第二金屬小球的直徑、質(zhì)量相同。利用單擺運動和平拋運動相結(jié)合，直接測量出引起勢能變化的初末位置的變化量h、平拋運動的豎直高度H和水平位移X的量，利用
h = ^)^這一關(guān)系即可直接驗證機械能守恒定律和動量守恒定律。從而避免了以往驗證機械能守恒定律受制于當?shù)刂亓铀俣葴y定，同時該實驗裝置也減小了摩擦力的影響，使得驗證結(jié)果更精確；其次該裝置更簡單、容易制成、成本低，為驗證動量守恒定律和機械能守恒定律提供便捷的實驗裝置。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I的側(cè)視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。驗證機械能守恒定律如圖I和圖2所示，一種驗證機械能的實驗裝置，包括鐵架臺3，鐵架臺3的一側(cè)從下往上依次鋪設有白紙I和復寫紙2，鐵架臺3的頂端設有固定軸6，固定軸6連接有可橫向擺動的擺動桿7，擺動桿7的尾端連接有第一金屬小球9，鐵架臺3上還設有刻度盤5和用于阻擋擺動桿7的阻擋桿4。擺動桿7的尾端與第一金屬小球9的連接處為“U”字形。擺動桿7為彈性和硬度較大、直徑Imm左右的鋼絲制成，第一金屬小球9上設有小洞，第一金屬小球9通過小洞套在擺動桿7上，小洞直徑大于擺動桿7的直徑，小洞的深度到球心，內(nèi)壁光滑。白紙I和復寫紙2的紙張大小為A3。具體實施步驟如下①在平整的實驗臺上平鋪一張A3大小的白紙1，上面平鋪一張復寫紙2 ；②將鐵架臺3放置在平鋪的白紙I和復寫紙2上并調(diào)整水平，在鐵架臺3上依次固定阻擋桿4、刻度盤5和固定軸6 ;阻擋桿4靠近帶有“U”字形的擺動桿的下端，避免多次碰撞后發(fā)生彎曲；③用鉛垂線調(diào)整固定軸6的中心、刻度盤5的中心、和阻擋桿4的一個側(cè)面在同一
豎直位置；④將帶有U字形的擺動桿7懸掛在固定軸6上，把第一金屬小球9套在U字形的擺動桿7上；⑤將套有第一金屬小球9的擺動桿7 —起拉升到某一位置后靜止釋放，測量出引起第一金屬小球勢能變化的初末位置變化量h、平拋運動的豎直高度H和水平位移X的數(shù)
據(jù)；把上述測量數(shù)據(jù)代入公式h = 驗證機械能守恒。驗證動量守恒定律如圖I和圖2所示，一種驗證動量守恒的實驗裝置，包括鐵架臺3，鐵架臺3的一側(cè)從下往上依次鋪設有白紙I和復寫紙2，鐵架臺3的頂端設有固定軸6，固定軸6連接有可橫向擺動的擺動桿7，擺動桿7的尾端連接有第一金屬小球9，鐵架臺3上還設有刻度盤5和用于阻擋擺動桿7的阻擋桿4，鐵架臺3鋪設有白紙I的一側(cè)設有支桿8，支桿8頂部放置有第二金屬小球10,當擺動桿7垂直于鐵架臺3底面時,第一金屬小球9和第二金屬小球10的處于同一水平面。第一金屬小球9和第二金屬小球10的直徑、質(zhì)量相同。白紙I和復寫紙2的紙張大小為A3。具體步驟如下①在平整的實驗臺上平鋪一張A3大小的白紙1，上面平鋪一張復寫紙2 ；②將鐵架臺3放置在平鋪的白紙I和復寫紙2上并調(diào)整水平，在鐵架臺3上依次固定阻擋桿4、刻度盤5和固定軸6 ;阻擋桿4靠近帶有“U”字形的擺動桿的下端，避免多次碰撞后發(fā)生彎曲； ③用鉛垂線調(diào)整固定軸6的中心、刻度盤5的中心、和阻擋桿4的一個側(cè)面在同一
豎直位置；④將帶有U字形的擺動桿7懸掛在固定軸6上，把第一金屬小球9套在U字形的擺動桿7上；⑤在阻擋桿4下方放置圓柱支桿8，其頂端放置第二金屬小球使其與第一金屬小球的接觸點與固定軸6中心在同一豎直位置。⑥將套有第一金屬小球9的擺動桿7 —起拉升到某一位置后靜止釋放，測量出各個參數(shù)，根據(jù)公式驗證動量守恒定律。
權(quán)利要求1.一種驗證機械能的實驗裝置，其特征在于包括鐵架臺(3)，所述鐵架臺(3)的一側(cè)從下往上依次鋪設有白紙(I)和復寫紙(2)，所述鐵架臺(3)的頂端設有固定軸(6)，所述固定軸(6 )連接有可橫向擺動的擺動桿(7 )，所述擺動桿(7 )的尾端連接有第一金屬小球(9 )，所述鐵架臺(3)上還設有刻度盤(5)和用于阻擋擺動桿(7)的阻擋桿(4)。
2.如權(quán)利要求I所述的驗證機械能的實驗裝置，其特征在于所述擺動桿(7)的尾端與第一金屬小球(9)的連接處為“U”字形。
3.如權(quán)利要求I或2所述的驗證機械能的實驗裝置，其特征在于擺動桿(7)為彈性和硬度較大、直徑Imm左右的鋼絲制成，所述第一金屬小球(9)上設有小洞，所述第一金屬小球(9)通過小洞套在所述擺動桿(7)上，小洞直徑大于擺動桿(7)的直徑，小洞的深度到球心，內(nèi)壁光滑。
4.如權(quán)利要求3所述的驗證機械能的實驗裝置，其特征在于所述白紙(I)和復寫紙(2)的紙張大小為A3。
5.一種驗證動量守恒的實驗裝置，其特征在于包括鐵架臺(3)，所述鐵架臺(3)的一側(cè)從下往上依次鋪設有白紙(I)和復寫紙(2)，所述鐵架臺(3)的頂端設有固定軸(6)，所述固定軸(6)連接有可橫向擺動的擺動桿(7)，所述擺動桿(7)的尾端連接有第一金屬小球(9)，所述鐵架臺(3)上還設有刻度盤(5)和用于阻擋擺動桿(7)的阻擋桿(4)，所述鐵架臺(3)鋪設有白紙(I)的一側(cè)設有支桿(8)，所述支桿(8)頂部放置有第二金屬小球(10)，當擺動桿(7)垂直于鐵架臺(3)底面時，第一金屬小球(9)和第二金屬小球(10)的處于同一水平面。
6.如權(quán)利要求5所述的驗證動量守恒的實驗裝置，其特征在于所述第一金屬小球(9)和第二金屬小球(10)的直徑、質(zhì)量相同。
7.如權(quán)利要求6所述的驗證動量守恒的實驗裝置，其特征在于所述白紙(I)和復寫紙(2)的紙張大小為A3。
專利摘要本實用新型提供了一種驗證機械能及動量守恒的實驗裝置，以解決在做機械能守恒定律和動量守恒定律的驗證實驗時受摩擦力、重力加速度測定等因素的影響。包括鐵架臺，所述鐵架臺的一側(cè)從下往上依次鋪設有白紙和復寫紙，所述鐵架臺的頂端設有固定軸，所述固定軸連接有可橫向擺動的擺動桿，所述擺動桿的尾端連接有第一金屬小球，所述鐵架臺上還設有刻度盤和用于阻擋擺動桿的阻擋桿，所述鐵架臺鋪設有白紙的一側(cè)設有支桿，所述支桿頂部放置有第二金屬小球，當擺動桿垂直于鐵架臺底面時，第一金屬小球和第二金屬小球的處于同一水平面。避免了以往驗證機械能守恒定律受制于當?shù)刂亓铀俣葴y定，同時該實驗裝置也減小了摩擦力的影響，使得驗證結(jié)果更精確。
文檔編號G09B23/10GK202677673SQ201220345138
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者劉永智, 吳賢忠, 蘇成仁, 李海翼 申請人:劉永智