專利名稱：碰撞打靶實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本儀器是一種新型普通物理教學(xué)儀器，能激發(fā)學(xué)生的興趣，并有較豐富的物理內(nèi)容，涉及到多種力學(xué)原理，可以做綜合性、研究性的力學(xué)實(shí)驗(yàn)。
本實(shí)驗(yàn)儀的結(jié)構(gòu)由盒體、豎尺、升降臺(tái)、撞擊球、被撞球組成。在內(nèi)凹式底盤(pán)上，固定有一豎尺、兩根豎桿、一個(gè)升降臺(tái)，升降臺(tái)在底盤(pán)中央，豎尺和升降臺(tái)在一條直線上，該直線是兩根豎桿的中點(diǎn)，兩根豎桿和升降臺(tái)在一條直線上，豎尺下有一滑槽，豎尺上有一升降架，升降架上有一撞擊球，豎桿上有繩與撞擊球相聯(lián)，升降臺(tái)上可置被撞球，盒底有一靶。
底盤(pán)的內(nèi)凹式的盒體，是整個(gè)儀器的基板，它有不讓球滾出盤(pán)的功能。它有3只螺絲用以調(diào)整其水平。底盤(pán)的中央升降臺(tái)，它由圓柱型的外套和內(nèi)柱及固定螺絲三部分組成。內(nèi)柱可以在外套中自由升降確定合適的高度后，再用固定螺絲固定內(nèi)柱。內(nèi)柱的端面光滑，實(shí)驗(yàn)時(shí)被撞球放在其端面上，以減少摩擦。底盤(pán)右邊的滑槽，可供其上的豎尺在水平方向移動(dòng)。豎尺上的升降架?？稍诔呱仙?。升降架上可以有旋轉(zhuǎn)撞擊球的裝置，如小磁鐵、電磁鐵等，實(shí)驗(yàn)時(shí)，用細(xì)繩掛在桿上的撞擊球(如鐵球)被吸在磁鐵下，操作時(shí)向上拉動(dòng)磁鐵，即可使撞擊球自由下擺并撞擊到被撞球。底盤(pán)的左邊有一靶，該靶可以是靶紙。
升降架上放置撞擊球的裝置可以是一永久磁鐵，如上所述拉動(dòng)磁鐵，即可使撞擊球自由下擺并撞擊到被撞球。
若升降架上是一電磁鐵，撞擊球被吸在電磁鐵下，關(guān)掉電源撞擊球自由下擺并撞擊到被撞球。
升降架上也可以是一機(jī)械抓手，開(kāi)關(guān)接通時(shí)，其向下抓住撞擊球，開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，機(jī)械抓手及時(shí)放掉撞擊球，撞擊球自由下擺并撞擊到被撞球。
盒底靶是可移動(dòng)靶，便于根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求而放置靶的位置?？梢允羌埌?、塑料靶等便于移動(dòng)的材料制成的靶。
本儀器將單擺的擺球在最低點(diǎn)時(shí)自己作平拋運(yùn)動(dòng)去打靶改為讓靶球在最低點(diǎn)去碰撞另一個(gè)小球，由被撞球作平拋運(yùn)動(dòng)去打靶。被撞球的大小材料可與擺球相同或不相同，因而內(nèi)容十分豐富，既包含單擺運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律又加入了彈性碰撞，非彈性碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒與能量關(guān)系，并可讓學(xué)生進(jìn)行各種研究性實(shí)驗(yàn)。這種綜合了大學(xué)力學(xué)的規(guī)律的研究性實(shí)驗(yàn)儀在國(guó)內(nèi)、外均屬首創(chuàng)。本儀器制作方便，涉及多種力學(xué)原理，提高了學(xué)生力學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，可廣泛用于大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)及研究領(lǐng)域。
圖中1是盒體，2是豎尺，3是豎桿，4是升降臺(tái)，5是滑槽，6是升降架，7是撞擊球，8是豎桿上的繩，9是被撞球，10是靶。
2、在盒體底盤(pán)中央，置一升降臺(tái)，升降臺(tái)由圓柱型外套和內(nèi)柱組成，用螺絲固定內(nèi)柱的升降位置，內(nèi)柱端面必須光滑，盡量減小與被撞球的磨擦。
3、底盤(pán)右邊置一滑槽，與其上的豎尺配合，使豎尺在水平方向上移動(dòng)。豎尺上置一夾具型升降架夾住豎尺以測(cè)量高度，升降架平臺(tái)上可擱置磁鐵，磁鐵下可吸住撞擊鐵球。
4、底盤(pán)兩邊固定兩個(gè)等長(zhǎng)的豎桿，桿上有固定繩的螺絲，可沿桿上下活動(dòng)的外套，繩可調(diào)節(jié)，使被撞球呈單擺狀態(tài)并確定圖中的y距離，通過(guò)繩來(lái)調(diào)節(jié)球的高低和左右，使之和被撞擊的球處于質(zhì)心正碰。用游標(biāo)卡尺測(cè)量球直徑，計(jì)算m。
5、估計(jì)一個(gè)被撞球的高度y，并確定一個(gè)撞擊鐵球的高度h，以實(shí)驗(yàn)證明是否擊中靶心。做2～3次試驗(yàn)后對(duì)h做微小的調(diào)整。
6、用鐵球吸住被撞擊球，上拉磁鐵柄，被撞球自由落下，撞擊放在升降臺(tái)上的被撞球，使被撞球作平拋運(yùn)動(dòng)，落在靶上。以m撞擊球＝被撞球＝28.30g d＝1.9000cm相碰撞。Y＝13.50cm.h＝19.90cm.得出實(shí)驗(yàn)值x＝16.89cm.而經(jīng)公式x=4m1m1+m2·y(h-y)]]>∵m1＝m2···x=2y·(h-y)]]>上式得出理論值x＝18.59cm。
權(quán)利要求1.一種碰撞打靶實(shí)驗(yàn)儀，由盒體、豎尺、升降臺(tái)、豎桿、撞擊球、被撞球組成，其特征是在內(nèi)凹式盒體(1)底盤(pán)上，固定有一豎尺(2)、兩根豎桿(3)、一個(gè)升降臺(tái)(4)，升降臺(tái)在底盤(pán)中央，豎尺和升降臺(tái)在一條直線上，該直線是兩根豎桿的中點(diǎn)，兩根豎桿和升降臺(tái)在一條直線上，豎尺下有一滑槽(5)，豎尺上有一升降架(6)，升降架上有一撞擊球(7)，豎桿上有繩(8)與撞擊球相聯(lián)，升降臺(tái)上置一被撞球(9)，盒底有一靶(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碰撞打靶實(shí)驗(yàn)儀，其特征是升降臺(tái)是圓柱型外套，其內(nèi)有內(nèi)柱，內(nèi)柱有螺絲固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碰撞打靶實(shí)驗(yàn)儀，其特征是升降架上有一永久磁鐵，以吸住撞擊球。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碰撞打靶實(shí)驗(yàn)儀，其特征是升降架上有一電磁鐵，以吸住撞擊球。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碰撞打靶實(shí)驗(yàn)儀，其特征是升降架上有一機(jī)械抓手，以抓住撞擊球。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碰撞打靶實(shí)驗(yàn)儀，其特征是盒底靶是可移動(dòng)紙靶。
專利摘要本實(shí)用新型是普通物理教學(xué)儀器，現(xiàn)有該類實(shí)驗(yàn)儀過(guò)于簡(jiǎn)單，涉及實(shí)驗(yàn)原理單一。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種碰撞打靶實(shí)驗(yàn)儀，其在內(nèi)凹式盒體上有一豎尺，豎尺上通過(guò)磁力或機(jī)械等固定撞擊球，被撞球在盒體中央的升降臺(tái)上；撞擊球由兩根豎桿通過(guò)繩距固定，盒底置一靶。如此儀器讓靶球在最低點(diǎn)時(shí)碰撞另一球，被撞球作平拋運(yùn)動(dòng)去打靶。儀器實(shí)驗(yàn)涵蓋了多種力學(xué)原理，大大提高了學(xué)生力學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。
文檔編號(hào)G09B23/10GK2598069SQ0322849
公開(kāi)日2004年1月7日 申請(qǐng)日期2003年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月28日
發(fā)明者趙在忠, 沈元華 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)