本實用新型涉及一種實驗器，具體來講是一種動量定理實驗器，屬于教學(xué)實驗設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

動量實驗是高中物理中的一個重要內(nèi)容，多用氣墊導(dǎo)軌做動量實驗。氣墊導(dǎo)軌是一種現(xiàn)代化的力學(xué)實驗儀器。它利用小型氣源將壓縮空氣送入導(dǎo)軌內(nèi)腔?？諝庠儆蓪?dǎo)軌表面上的小孔中噴出，在導(dǎo)軌表面與滑行器內(nèi)表面之間形成很薄的氣墊層?；衅骶透≡跉鈮|層上，與軌面脫離接觸，因而能在軌面上做近似無阻力的直線運動，極大地減小了以往在力學(xué)實驗中由于摩擦力引起的誤差，使實驗結(jié)果接近理論值，但是這種設(shè)備一般需要較大的體積和長度，而且形成氣墊時會有空壓機的噪音，影響實驗的演示和觀察。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種結(jié)構(gòu)小巧、測量精確的動量定理實驗器。

本實用新型專利是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種動量定理實驗器，包括彈射裝置、彈射球、發(fā)射管、光電門和力傳感器，彈射裝置和力傳感器分別置于發(fā)射管的兩端，光電門的檢測光路橫穿彈射裝置和力傳感器間的發(fā)射管，彈射球置于發(fā)射管內(nèi)并可在彈射裝置和力傳感器間來回滾動，光電門和力傳感器分別與數(shù)據(jù)采集裝置通訊連接。

工作過程和原理：物體動量的增量等于它所受合外力的沖量即

Ft = Δvm = m*v₂ - m*v₁，

實驗中，通過彈射器將小球彈出，小球會碰撞微力傳感器前端的彈簧，然后被彈回，在此過程中，光電門可以測量出小球碰撞前后的速度值(v₁,v₂)，結(jié)合小球的質(zhì)量m可以求得小球碰撞前后的動量及動量的變化量；微力傳感器可以測得小球碰撞過程中的受力的大小以及該力的變化過程，進而可以得出小球所受的沖量大小。經(jīng)過實驗數(shù)據(jù)對比，小球碰撞過程中所受的沖量等于它的動量的變化量，從而驗證動量定理。

本實用新型進一步限定的技術(shù)方案為：

進一步的，彈射裝置包括撞擊桿和撞擊座，撞擊桿主要由桿體和分別置于桿體兩端的撞擊端和拉手；撞擊座為一端封口的中空圓柱體，其未封口端與發(fā)射管的一端套接，撞擊座的封口端上設(shè)有供撞擊桿桿體來回滑動的通孔，撞擊桿的撞擊端置于撞擊座中，撞擊桿的把手置于發(fā)射管外，在撞擊桿撞擊端與撞擊座封口內(nèi)側(cè)壁間的桿體上套接有壓簧，在撞擊桿把手和撞擊座封口外側(cè)壁間的桿體上套接有拉簧。

進一步的，力傳感器的感應(yīng)端設(shè)有彈性緩沖器，彈性緩沖器延伸入發(fā)射管中。

進一步的，發(fā)射管和撞擊座均為透明狀。

進一步的，還包括撲捉器，撲捉器包括套接在發(fā)射管外的U型彈簧和插在U型彈簧開口處的撲捉板，發(fā)射管在U型彈簧的開口處預(yù)留有一條供撲捉板橫穿發(fā)射管的缺口，撲捉板到發(fā)射管內(nèi)壁的最大垂直距離與彈射球的直徑基本一致，撞擊座側(cè)壁上刻劃有長度標(biāo)尺，長度標(biāo)尺的量程與撞擊桿桿體的彈射行程基本一致。

進一步的，還包括用于承載彈射裝置、發(fā)射管、光電門和力傳感器的底座，所述底座上設(shè)水平調(diào)節(jié)螺栓。

進一步的，彈射球為鋼球或塑料球。

進一步的，撲捉板和發(fā)射管的內(nèi)壁相互銜接以界定出一個剛好將彈射球卡在其內(nèi)的狹小通道，當(dāng)彈射球卡接在所述撲捉板與發(fā)射管間時，彈射球處于撞擊桿的彈射行程內(nèi)。

本實用新型的有益效果為：一體化設(shè)計，小巧美觀，測量時不需要額外搭建或組裝，操作簡便；內(nèi)置光電門和力傳感器，數(shù)據(jù)采集連續(xù)、準(zhǔn)確。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為撲捉器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：緩沖器1，發(fā)射管2，鋼球3，撲捉器4，彈射裝置5，調(diào)節(jié)螺釘6，光電門7，力傳感器8，U型彈簧4.1，撲捉板4.2。

具體實施方式

為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于了解，現(xiàn)結(jié)合附圖進一步闡述本實用新型專利是如何實施的：

一種動量定理實驗器，如圖1所示，包括上設(shè)水平調(diào)節(jié)螺釘6底座和置于底座上的彈射裝置5、鋼球3、發(fā)射管2、光電門7和力傳感器8，彈射裝置5和力傳感器8分別置于發(fā)射管2的兩端，光電門7的檢測光路橫穿彈射裝置5和力傳感器8間的發(fā)射管2，鋼球3置于發(fā)射管2內(nèi)并可在彈射裝置5和力傳感器8間來回滾動，光電門7和力傳感器8分別與數(shù)據(jù)采集裝置通訊連接。彈射裝置5包括撞擊桿和撞擊座，撞擊桿主要由桿體和分別置于桿體兩端的撞擊端和拉手；撞擊座為一端封口的中空圓柱體，其未封口端與發(fā)射管2的一端套接，撞擊座的封口端上設(shè)有供撞擊桿桿體來回滑動的通孔，撞擊桿的撞擊端置于撞擊座中，撞擊桿的把手置于發(fā)射管2外，在撞擊桿撞擊端與撞擊座封口內(nèi)側(cè)壁間的桿體上套接有壓簧，在撞擊桿把手和撞擊座封口外側(cè)壁間的桿體上套接有拉簧。力傳感器的感應(yīng)端設(shè)有彈性緩沖器1，彈性緩沖器1延伸入發(fā)射管2中。發(fā)射管2和撞擊座均為透明狀。撞擊座側(cè)壁上刻劃有長度標(biāo)尺，長度標(biāo)尺與撞擊桿桿體平行。

撲捉器4如圖2所示，包括套接在發(fā)射管2外的U型彈簧4.1和插在U型彈簧4.1開口處的撲捉板4.2，發(fā)射管2在U型彈簧4.1的開口處預(yù)留有一條供撲捉板4.2橫穿的缺口，撲捉板4.2到發(fā)射管2內(nèi)壁的最大垂直距離與彈射球的直徑基本一致，鋼球碰撞緩沖器后，會反彈回去并被撲捉板壓住，和各裝置避免了小球在發(fā)射管中來回反復(fù)滾動現(xiàn)象的發(fā)生；

實驗中，通過彈射器將小球彈出，小球會碰撞微力傳感器前端的彈簧，然后被彈回，在此過程中，光電門可以測量出小球碰撞前后的速度值(v1,v2)，結(jié)合小球的質(zhì)量m可以求得小球碰撞前后的動量及動量的變化量；微力傳感器可以測得小球碰撞過程中的受力的大小以及該力的變化過程，進而可以得出小球所受的沖量大小。經(jīng)過實驗數(shù)據(jù)對比，小球碰撞過程中所受的沖量等于它的動量的變化量，從而驗證動量定理。