專利名稱：自由落體演示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)儀器，即自由落體演示器。
背景技術(shù)：
在已有技術(shù)中，物理教材里自由落體運(yùn)動演示是用牛頓管演示的，但缺點(diǎn) 是實(shí)驗(yàn)時(shí)必須把管上下到來到去，學(xué)生看不清實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對上述不足而提供一種演示清楚、使用方便的自由 落體演示器。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是自由落體演示器包括玻璃管，玻璃管豎直 固定在支架上，玻璃管的上下端各扣一個上蓋和下蓋，玻璃管的上端管里安裝 有爪極永磁同步電機(jī)，爪極永磁同步電機(jī)輸出軸上安裝了一個滑輪，滑輪上拴 了一個吊線，吊線的下端拴了電磁鐵，玻璃管的下端管里放了較重的幾個小軟 鐵塊和幾個由磁帶上剪下來的小磁帶片，玻璃管的下端處還安裝有氣閥。玻璃
管是長為1米左右，外直徑為5厘米左右，管臂厚2厘米 3厘米。玻璃管的兩 端橫截面應(yīng)整齊、光滑。爪極永磁同步電機(jī)的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速稍為慢，力矩較大， 受到較大阻力時(shí)和重新開動時(shí)能反轉(zhuǎn)。玻璃管的下端管里放了較重的幾個小軟 鐵塊(如小螺帽等)和幾個小較輕物。小輕物是由磁帶上剪下來的小磁帶片。爪 極永磁同步電機(jī)可以用220伏交流電源供電，電磁鐵可以用10伏左右的直流電 源供電，并各有開關(guān)控制爪極永磁同步電機(jī)和電磁鐵。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是在物理教學(xué)中演示自由落體運(yùn)動時(shí)，實(shí)現(xiàn)把實(shí)驗(yàn)管 豎直放置，能把實(shí)驗(yàn)管理的小重物、輕小物同時(shí)自動吊到上端，然后又自動放 開，使它們在同一高度，同一時(shí)刻落下，學(xué)生能非常清楚地看到小重物、輕小 物的自由落體運(yùn)動的現(xiàn)象，并能重復(fù)實(shí)驗(yàn)，使用方便。
下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述


附圖是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實(shí)施方式

參見附圖，自由落體演示器的玻璃管2豎直固定在支架1上。玻璃管2的
上、下端分別扣上上蓋4和下蓋3，爪極永磁同步電機(jī)6放在玻璃管2的上端里， 并用固定金屬片8固定在上蓋4上。爪極永磁同步電機(jī)6的電源線通過上蓋4， 并用膠密封蓋和線之間的縫隙。穿過的兩個導(dǎo)線13中， 一個與開關(guān)1 7串聯(lián) 后接到電源16的一個極上，另一個與電源16的另一個極連接。爪極永磁同步 電機(jī)6的軸上安裝了滑輪7，滑輪7的軸與玻璃管2垂直，并在玻璃管2的中心 軸位置上。滑輪7上拴一個1米左右長的細(xì)吊線11，吊線11下端吊電磁鐵9。 電磁鐵9上的電源線分別與套在吊線11上的螺旋形導(dǎo)線10連接。螺旋形導(dǎo)線 IO具有伸縮性，所以它不影響電磁鐵的上下運(yùn)動。螺旋形導(dǎo)線IO的另兩端穿過 上蓋4，并用膠密封蓋和線之間的縫隙，穿出的兩個導(dǎo)線12中， 一個與開關(guān)19 串聯(lián)后連接在電源的18的一個極上，另一個導(dǎo)線連接在電源18的另一個極上。 玻璃管2下端里放有幾個小軟鐵14和幾個小磁帶片15。玻璃管2下端安裝有氣 閥5。用玻璃膠密封玻璃管2上下端與蓋之間的縫隙。演示實(shí)驗(yàn)操作是這樣的 用真空泵從氣閥5中抽出玻璃管2里的空氣。抽完空氣后，關(guān)閉氣閥5。閉合 開關(guān)19一下，試看爪極永磁同步電機(jī)6的轉(zhuǎn)動方向，因?yàn)樽O永磁同步電機(jī) 6的轉(zhuǎn)動方向是不定向的。如果爪極永磁同步電機(jī)6的轉(zhuǎn)動方向使被滑輪7吊著 的電磁鐵9向下運(yùn)動，就繼續(xù)給爪極永磁同步電機(jī)6供電。當(dāng)電磁鐵9落到玻 璃管2的下端與小軟鐵14、小磁帶片15接觸時(shí)，就斷開開關(guān)17，使電磁鐵9 停止運(yùn)動。閉合開關(guān)19給電磁鐵9供電，使電磁鐵9帶磁性，電磁鐵9吸住 小軟鐵14和小磁帶片15。閉合開關(guān)17給爪極永磁同步電機(jī)6供電，使滑輪7 轉(zhuǎn)動，巻吊線ll，電磁鐵9吸著小軟鐵14和小磁帶片15被吊上去。電磁鐵9 吊到玻璃管2的上端之后，斷開開關(guān)17，使電磁鐵9停在玻璃管2的上端上。 要演示自由落體運(yùn)動時(shí)，斷開開關(guān)19，電磁鐵9沒有供電而失去磁性，原被電 磁鐵9吸住的小軟鐵14和小磁帶片15在同一高度同一時(shí)刻脫離電磁鐵而落下。 如果玻璃管2里的真空度高，將看到較重物小軟鐵14和較輕物小磁帶片15同 時(shí)落到玻璃管2的底部，這樣一次自由落體運(yùn)動演示實(shí)驗(yàn)結(jié)束。如果，再想看 上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作就行了。如果打開氣閥5，往玻璃管2里放進(jìn) 一些空氣，再做上述實(shí)驗(yàn)，可以看到較重物小軟鐵14先落下，較輕物小磁帶片 15后落下。
權(quán)利要求1、一種自由落體演示器，包括玻璃管(2)，其特征在于玻璃管(2)豎直固定在支架(1)上，玻璃管(2)的上下端各扣一個上蓋(4)和下蓋(3)，玻璃管(2)的上端管里安裝有爪極永磁同步電機(jī)(6)，爪極永磁同步電機(jī)(6)輸出軸上安裝了一個滑輪(7)，滑輪(7)上拴了一個吊線(11)，吊線(11)的下端拴了電磁鐵(9)，玻璃管(2)的下端管里放了較重的幾個小鐵塊(14)和幾個由磁帶上剪下來的小磁帶片(15)，玻璃管(2)的下端處還安裝有氣閥(5)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)儀器，即一種自由落體演示器。它包括玻璃管，玻璃管豎直固定在支架上，玻璃管的上下端各扣一個上蓋和下蓋，玻璃管的上端管里安裝有爪極永磁同步電機(jī)，爪極永磁同步電機(jī)輸出軸上安裝了一個滑輪，滑輪上拴了一個吊線，吊線的下端拴了電磁鐵，玻璃管的下端管里放了較重的幾個小軟鐵塊和幾個由磁帶上剪下來的小磁帶片，玻璃管的下端處還安裝有氣閥。在物理教學(xué)中演示自由落體運(yùn)動時(shí)，實(shí)現(xiàn)把實(shí)驗(yàn)管豎直放置，能把實(shí)驗(yàn)管理的小重物、輕小物同時(shí)自動吊到上端，然后又自動放開，使它們在同一高度，同一時(shí)刻落下，學(xué)生能非常清楚地看到小重物、輕小物的自由落體運(yùn)動的現(xiàn)象，并能重復(fù)實(shí)驗(yàn)，使用方便。
文檔編號G09B23/10GK201429921SQ200920093299
公開日2010年3月24日 申請日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者文國哲, 潘樹勇, 金用晤 申請人:金用晤