專利名稱：驗(yàn)證小球碰撞動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種驗(yàn)證小球碰撞動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)裝置，主要應(yīng)用于大、中專院校以及高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
背景技術(shù)：
目前，高中采用的驗(yàn)證動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)儀器是利用從斜軌滾下的小球去碰撞靜止在水平軌道上的小球來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。高中的實(shí)驗(yàn)儀器限定了只能是運(yùn)動(dòng)的小球去碰撞靜止的小球。而實(shí)際的碰撞過程應(yīng)該要考慮兩個(gè)小球都運(yùn)動(dòng)的情況。在大中專院校，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律一般利用的是氣墊導(dǎo)軌和光電門。大中專院校的這種實(shí)驗(yàn)裝置價(jià)格貴，氣墊導(dǎo)軌和空氣壓縮機(jī)容易損壞，需要經(jīng)常保養(yǎng)和維修。 發(fā)明內(nèi)容為了克服高中驗(yàn)證動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)儀器，驗(yàn)證的局限性，又不至于使得實(shí)驗(yàn)儀器過于復(fù)雜，成本過高，本實(shí)用新型提供一種驗(yàn)證小球碰撞動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)裝置，該驗(yàn)證小球碰撞動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)裝置不僅能準(zhǔn)確驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，而且操作簡單、方便。本實(shí)用新型包括電磁鐵1、小球1、電磁鐵2、小球2、光電門、電磁鐵及光電門控制計(jì)數(shù)器、軌道。電磁鐵I和電磁鐵2安裝在軌道傾斜部位不同的高度位置。電磁鐵I和電磁鐵2分別吸住小球I和小球2。光電門安裝軌道水平部位。電磁鐵及光電門控制計(jì)數(shù)器控制電磁鐵I和電磁鐵2通斷電的時(shí)間和次序以及光電門遮光時(shí)間。測量出小球I和小球2的質(zhì)量Hi1和m2。測量出小球I和小球2單獨(dú)滾離軌道水平部位后做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移S1和s2,再測出小球I和小球2在軌道水平部位碰撞后做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移S1‘和s2’，只需計(jì)算
IXSi jTfn2 xs2 =W1 Xsi +.^ XE2等式成立，即可驗(yàn)證動(dòng)量守恒。本實(shí)用新型也可以利用光電門記錄小球每次通過光電門的遮光時(shí)間，利用小球直徑除以遮光時(shí)間算出小球速度，進(jìn)而驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。測量出小球I和小球2的直徑分別為Cl1和d2。測量出小球I和小球2單獨(dú)滾至軌道水平部位后，在水平軌道上通過光電門的遮光時(shí)間h和t2。再測量出將小球I和小球2釋放，兩球一起滾至軌道水平部位，在水平軌道上發(fā)生碰撞后，兩球通過光電門的遮光時(shí)間^和t2。如果計(jì)算
+ = W1 X 4-+ M2 X士等式成立，亦可驗(yàn)證動(dòng)量守恒。
丄jI以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。附圖是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.電磁鐵1，2.小球1，3.電磁鐵2，4.小球2，5.電磁鐵及光電門控制計(jì)數(shù)器，6.光電門，7.軌道。
具體實(shí)施方式
[0011]第一種方式電磁鐵及光電門控制計(jì)數(shù)器(5)控制電磁鐵1(1)和電磁鐵2(3)通斷電的時(shí)間和次序。測量出小球I(2 )和小球2( 4)的質(zhì)量HI1和HI2。測量出小球I和小球2單獨(dú)滾離軌道(7)水平部位后做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移S1和s2，再測出小球I和小球2在軌道(7)水
平部位碰撞后做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移s/和s2’。只需計(jì)算xs2 =W1Xs1i +^i2XS2
等式成立，即可驗(yàn)證動(dòng)量守恒。第二種方式電磁鐵及光電門控制計(jì)數(shù)器(5)控制電磁鐵I (I)和電磁鐵2 (3)通斷電的時(shí)間和次序。利用電磁鐵及光電門控制計(jì)數(shù)器(5)記錄小球每次通過光電門(6)的遮光時(shí)間。測量出小球I和小球2的直徑分別為Cl1和d2。測量出單獨(dú)釋放小球I和小球2滾至軌道水平部位后，在水平軌道上通過光電門的遮光時(shí)間和t2。再測量出將小球I和小球2釋放，兩球滾至軌道水平部位，在水平軌道上發(fā)生碰撞后，兩球通過光電門的遮光時(shí)
間tdPt2。如果計(jì)算叫
權(quán)利要求1.一種驗(yàn)證小球碰撞動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)裝置，它包括電磁鐵1、小球1、電磁鐵2、小球2、光電門、電磁鐵及光電門控制計(jì)數(shù)器、軌道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驗(yàn)證小球碰撞動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是電磁鐵I和電磁鐵2安裝在軌道傾斜部位不同的高度位置；電磁鐵I和電磁鐵2分別吸住小球I和小球 2 ;光電門安裝軌道水平部位；電磁鐵及光電門控制計(jì)數(shù)器控制電磁鐵I和電磁鐵2通斷電的時(shí)間和次序以及光電門遮光時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驗(yàn)證小球碰撞動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是利用光電門記錄小球每次通過光電門的遮光時(shí)間。
專利摘要一種驗(yàn)證小球碰撞動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)裝置，主要應(yīng)用于大學(xué)、中專以及高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)。它包括電磁鐵1、小球1、電磁鐵2、小球2、光電門、電磁鐵及光電門控制計(jì)數(shù)器、軌道。電磁鐵1和電磁鐵2安裝在軌道傾斜部位不同的高度位置。電磁鐵1和電磁鐵2分別吸住小球1和小球2。光電門安裝軌道水平部位。電磁鐵及光電門控制計(jì)數(shù)器控制電磁鐵1和電磁鐵2通斷電的時(shí)間和次序以及光電門遮光時(shí)間。測量出小球1和小球2的質(zhì)量。測量出小球1和小球2單獨(dú)滾離軌道水平部位后做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移，再測出小球1和小球2在軌道水平部位碰撞后做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移，即可驗(yàn)證動(dòng)量守恒。也可以利用光電門記錄小球每次通過光電門的遮光時(shí)間，利用小球直徑除以遮光時(shí)間算出小球速度，進(jìn)而驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。
文檔編號(hào)G09B23/10GK202838756SQ20122051402
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者鄧志宏, 文景, 陳光偉, 夏湘芳, 李倫皋, 彭柯銘 申請(qǐng)人:湖南工業(yè)大學(xué)