滑塊運動方向縱向圍繞前后支撐腿2-1、2-2軸轉動,以調節(jié)磁軌3水平與沿磁軌方向傾斜角α,將調平調磁軌傾斜支撐腿6上部轉動輪6-1取下,放于靠近磁軌3中右側磁軌3兩支架3-01間,將轉動輪6-1放在調平調磁軌傾斜支撐腿6上端中間,用調平調磁軌傾斜固定螺帽桿6-41穿過磁軌3調平調磁軌傾斜固定螺桿活動滑槽3-5與調平調磁軌傾斜支撐腿6上端,并將調平調磁軌傾斜鎖緊轉動手握柄6-43螺進,將第一光電門0-1和第二光電門0-2分別固定在磁軌3側棱3-03上,將滑輪架7安裝在磁軌3末端位置,實驗滑塊4放在磁軌3上,用線繩7-0的一端拴在實驗滑塊4上,另一端穿過線繩孔7-1,繞過傳動滑輪7-02,在保持線繩水平的基礎上,其終端與砝碼盤7-2相連,如圖1、2、3、4、
9、10所示;
[0033]調平調傾斜原理:
[0034]1、調平
[0035]1、驗證牛頓第二定律實驗;2、驗證動能定理;3、驗證動量定理;這三個實驗需嚴格對磁軌3調平。調平方法:將調平調傾斜角度指示儀I的主尺1-2、副尺游標尺1-1所在平面轉至與橫向調平橫梁2即支撐腿1、2方向平行,調節(jié)支撐腿1、2(2-1、2-2),使之調平調傾斜角度指示儀I上的副尺(游標尺)1-1指針指向主尺1-2的O刻度線,即橫向調平;再把調平調傾斜角度指示儀I主尺1-2、副尺(游標尺)1_1所在平面轉至與磁軌3磁滑塊運動方向平行,松開調平調磁軌傾斜支撐腿6的鎖緊轉動手握柄6-43,調節(jié)調平調磁軌傾斜支撐腿6的升降螺旋6-2,使之調平調傾斜角度指示儀I上的副尺游標尺1-1指針指向主尺1-2的O刻度線,即縱向調平,然后鎖緊調平調磁軌傾斜支撐腿6的鎖緊轉動手握柄6-43。如圖2所示。
[0036]2、調傾斜
[0037]測量重力加速度需要將磁軌3調傾斜。調節(jié)方法:將調平調傾斜角度指示儀I主尺1-2、副尺(游標尺)1_1平面轉至與橫向調平橫梁2(即第一支撐腿和第二支撐腿)方向平行,調節(jié)支撐腿1、2(2-1、2-2),使之調平調傾斜角度指示儀1上的副尺(游標尺)1-1指針指向主尺1-2的O刻度線,即橫向調平;再把調平調傾斜角度指示儀I主尺1-2、副尺(游標尺)1-1所在平面轉至與磁軌3磁滑塊運動方向平行,松開調平調磁軌傾斜支撐腿6的鎖緊轉動手握柄6-43,向下調節(jié)調平調磁軌傾斜支撐腿6的升降螺旋6-2,調平傾斜轉輪軌道3-02就會在轉輪6-40上滾動,待調平調傾斜角度指示儀I上的副尺游標尺1-1指針指向主尺1-2和游標尺1-1上的角度α時,鎖緊調平調磁軌傾斜支撐腿6的鎖緊轉動手握柄6-43。如圖6所示。
[0038]實驗滑塊表面與磁軌表面均采用三角形吻合形狀,實驗滑塊內表面即磁軌接觸面內層與磁軌內層面即實驗滑塊內表面相對均鋪設平面長方形薄磁鋼,相對應面均采用同性磁極,產生相互排斥力而使實驗滑塊懸浮起來,磁軌兩側面對滑塊兩側面產生二斥力的合力與滑塊重力平衡,使實驗滑塊懸浮起來,實驗時,實驗滑塊在磁軌運動方向上僅受到空氣阻力的作用;
[0039]通過調節(jié)中間支撐腿高低,導軌底面就會在中間支撐腿上部轉動輪上滾動,以此來改變磁軌傾角,該傾角可在調平調傾斜儀上精確讀出,以此來測量重力加速度。
[0040]全方位可調式簡易磁浮式力學實驗儀可做如下實驗內容:
[0041]1、通過對磁軌縱、橫向嚴格調水平來驗證牛頓第二定律實驗,實驗原理略;
[0042]2、通過對磁軌縱、橫向嚴格調水平來驗證動能定理實驗,實驗原理略;
[0043]3、通過對磁軌縱、橫向嚴格調水平來驗證動量定理實驗,實驗原理略;
[0044]4、通過對磁軌橫向調平,縱向沿著磁軌滑塊運動方向調節(jié)傾角,來測量重力加速度實驗。精確測量重力加速度實驗步驟與原理如下:
[0045](I)首先,對磁軌橫向調水平與縱向沿磁軌滑塊運動方向調傾角α,調節(jié)方法如前;
[0046](2)打開毫秒計,并將其設置為加速度a檔位;
[0047](3)將實驗滑塊4放于磁軌3第一光電門0-1前松手,實驗滑塊4就會在重力的作用下運動,經過第一光電門0-1擋光,再運動到第二光電門0-2擋光,從毫秒計熒光屏上可以依次讀出,經第一光電門0-1擋光時間、瞬時速度,經第二光電門0-2擋光時間、瞬時速度,以及經過第一光電門0-1到第二光電門0-2之間的時間,以及實驗滑塊4的運動加速度;
[0048]實驗滑塊4的下滑力mg sina;則mg sina-f = ma,由于實驗滑塊磁浮在磁軌上,在運動過程中所受到空氣阻力很小,故重力加速度為:g = a/sina。
【主權項】
1.一種全方位可調式簡易磁浮式力學實驗儀,其特征在于:包括調平調傾斜角指示儀、磁軌、第一支撐腿、第二支撐腿、橫向調平橫梁、調平調磁軌傾斜支撐腿、第一光電門、第二光電門、實驗滑塊、傳動滑輪和砝碼盤;所述調平調傾斜角指示儀插在磁軌左端;第一支撐腿和第二支撐腿分別套在橫向調平橫梁兩端;所述橫向調平橫梁兩端位于磁軌左側底部;在磁軌右側底部設有兩支架形成的軌道;調平調磁軌傾斜支撐腿上部設有轉動輪,轉動輪與兩支架形成的軌道配合;兩支架上設有調平調磁軌傾斜固定螺桿活動滑槽,轉動輪的輪軸連接有調平調磁軌傾斜固定螺帽桿與調平調磁軌傾斜固定螺桿活動滑槽配合鎖緊;第一光電門和第二光電門分別固定在磁軌的側棱上;傳動滑輪設于磁軌末端,實驗滑塊放在磁軌上并通過線繩繞過傳動滑輪與砝碼盤相連。2.根據權利要求1所述的全方位可調式簡易磁浮式力學實驗儀,其特征在于:所述磁軌以及實驗滑塊的截面均為等腰三角形狀并相互配合。3.根據權利要求1所述的全方位可調式簡易磁浮式力學實驗儀,其特征在于:所述磁軌以及實驗滑塊相接觸面內側均設有同性長方形薄磁鋼。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種全方位可調式簡易磁浮式力學實驗儀,包括調平調傾斜角指示儀、磁軌、第一支撐腿、第二支撐腿、橫向調平橫梁、調平調磁軌傾斜支撐腿、第一光電門、第二光電門、實驗滑塊、傳動滑輪和砝碼盤;所述調平調傾斜角指示儀插在磁軌左端;第一支撐腿和第二支撐腿分別套在橫向調平橫梁兩端;所述橫向調平橫梁兩端位于磁軌左側底部;在磁軌右側底部設有兩支架形成的軌道;調平調磁軌傾斜支撐腿上部設有轉動輪,轉動輪與兩支架形成的軌道配合;兩支架上設有調平調磁軌傾斜固定螺桿活動滑槽,轉動輪的輪軸連接有調平調磁軌傾斜固定螺帽桿與調平調磁軌傾斜固定螺桿活動滑槽配合鎖緊。本發(fā)明的有益效果是:結構合理,實驗效果好。
【IPC分類】G09B23/10
【公開號】CN105632296
【申請?zhí)枴緾N201610209846
【發(fā)明人】張銳波
【申請人】浙江大學城市學院
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年4月5日