一種用于測量重力加速度的教具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及教學(xué)用具領(lǐng)域，具體涉及一種用于測量重力加速度的教具。
【背景技術(shù)】
[0002] 重力加速度的測量是大學(xué)和中學(xué)物理實驗課程的重要內(nèi)容，現(xiàn)有常用的重力加速 度測量方法主要包括單擺法、落球法及傾斜氣墊導(dǎo)軌法等，上述測量裝置分別存在一定的 局限性，測量誤差大，對操作要求性高。因此有必要開出一種新型的用于測量重力加速度的 教具。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型的目的就是提供一種用于測量重力加速度的教具，其可對重力加速度 進(jìn)行精確的測量。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案：
[0005] 一種用于測量重力加速度的教具，其特征在于：包括固定機(jī)架和旋轉(zhuǎn)安裝座，旋轉(zhuǎn) 安裝座上設(shè)置盛放有液體的透明的圓柱形容器，圓柱形容器的軸線與旋轉(zhuǎn)安裝座的轉(zhuǎn)芯重 合，旋轉(zhuǎn)安裝座與驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連接，固定機(jī)架上設(shè)置有對旋轉(zhuǎn)安裝座轉(zhuǎn)動的角速度進(jìn)行測 量的角速度測量組件、以及對拋物面上任一液滴距拋物面最低點處的X向、Y向間距分別進(jìn) 行測量的間距測量組件，所述拋物面為圓柱形容器旋轉(zhuǎn)后的液體液面，X向間距為沿水平方 向的間距，Y向間距為沿鉛垂方向的間距。
[0006] 具體的方案為：間距測量組件包括進(jìn)行X向間距測量的第一激光筆，第一激光筆 固定在水平設(shè)置的第一游標(biāo)卡尺的末端，第二激光筆固定在豎直設(shè)置的第二游標(biāo)卡尺的末 端，第一、二激光筆位于同一鉛垂面內(nèi)且兩者發(fā)射的激光相垂直；角速度測量組件包括旋轉(zhuǎn) 安裝座下側(cè)設(shè)置的光電門，光電門與計時器相連接。
[0007] 盛有液體的透明圓柱形容器勻速轉(zhuǎn)動時，液體的表面將成為拋物面，拋物面的參 數(shù)與重力加速度和旋轉(zhuǎn)角速度有關(guān)，利用此性質(zhì)可以測定重力加速度。上述技術(shù)方案中，將 測得的X向、Y向間距和旋轉(zhuǎn)安裝座轉(zhuǎn)動的角速度代入公式進(jìn)行計算即可得到重力加速度， 測量的精度高，而且學(xué)生操作的趣味性強(qiáng)。
【附圖說明】
[0008] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009] 圖2為拋物面上液滴受力分析圖。
【具體實施方式】
[0010] 為了使本實用新型的目的及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例對本實用新型進(jìn) 行具體說明。應(yīng)當(dāng)理解，以下文字僅僅用以描述本實用新型的一種或幾種具體的實施方式， 并不對本實用新型具體請求的保護(hù)范圍進(jìn)行嚴(yán)格限定。
[0011] 本實用新型采取的技術(shù)方案具體如圖1所示，一種用于測量重力加速度的教具， 包括固定機(jī)架12和旋轉(zhuǎn)安裝座11，旋轉(zhuǎn)安裝座11上設(shè)置盛放有液體的圓柱形容器20,圓 柱形容器20的軸線與旋轉(zhuǎn)安裝座11的轉(zhuǎn)芯重合，旋轉(zhuǎn)安裝座11與驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連接，固定 機(jī)架12上設(shè)置有對旋轉(zhuǎn)安裝座11轉(zhuǎn)動的角速度進(jìn)行測量的角速度測量組件、以及對拋物 面上任一液滴距拋物面最低點處的X向、Y向間距分別進(jìn)行測量的間距測量組件，所述拋物 面為圓柱形容器20旋轉(zhuǎn)后的液體液面，X向間距為沿水平方向的間距，Y向間距為沿鉛垂方 向的間距。
[0012] 具體的方案為：間距測量組件包括進(jìn)行X向間距測量的第一激光筆131，第一激光 筆131固定在水平設(shè)置的第一游標(biāo)卡尺141的末端，第二激光筆132固定在豎直設(shè)置的第 二游標(biāo)卡尺142的末端，第一、二激光筆位于同一鉛垂面內(nèi)且兩者發(fā)射的激光相垂直；角速 度測量組件包括旋轉(zhuǎn)安裝座11下側(cè)設(shè)置的光電門15,光電門15與計時器16相連接。
[0013] 本實用新型測定重力加速度的原理為：
[0014] 當(dāng)圓柱形容器20中的水旋轉(zhuǎn)時，任選一小塊液體，在直角坐標(biāo)系中其受力如圖2 所示：
[0015] πιω2r為沿徑向向外的慣性離心力，mg為重力，N為這一小塊液體周圍液體對它的 作用力的合力，由受力分析可知：
【主權(quán)項】
1. 一種用于測量重力加速度的教具，其特征在于：包括固定機(jī)架和旋轉(zhuǎn)安裝座，旋轉(zhuǎn) 安裝座上設(shè)置盛放有液體的透明的圓柱形容器，圓柱形容器的軸線與旋轉(zhuǎn)安裝座的轉(zhuǎn)芯重 合，旋轉(zhuǎn)安裝座與驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連接，固定機(jī)架上設(shè)置有對旋轉(zhuǎn)安裝座轉(zhuǎn)動的角速度進(jìn)行測 量的角速度測量組件、以及對拋物面上任一液滴距拋物面最低點處的X向、Y向間距分別進(jìn) 行測量的間距測量組件，所述拋物面為圓柱形容器旋轉(zhuǎn)后的液體液面，X向間距為沿水平方 向的間距，Y向間距為沿鉛垂方向的間距。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于測量重力加速度的教具，其特征在于：間距測量組件包括 進(jìn)行X向間距測量的第一激光筆，第一激光筆固定在水平設(shè)置的第一游標(biāo)卡尺的末端，第 二激光筆固定在豎直設(shè)置的第二游標(biāo)卡尺的末端，第一、二激光筆位于同一鉛垂面內(nèi)且兩 者發(fā)射的激光相垂直。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述用于測量重力加速度的教具，其特征在于：角速度測量組 件包括旋轉(zhuǎn)安裝座下側(cè)設(shè)置的光電門，光電門與計時器相連接。
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于測量重力加速度的教具，包括固定機(jī)架和旋轉(zhuǎn)安裝座，旋轉(zhuǎn)安裝座上設(shè)置盛放有液體的透明的圓柱形容器，圓柱形容器的軸線與旋轉(zhuǎn)安裝座的轉(zhuǎn)芯重合，旋轉(zhuǎn)安裝座與驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連接，固定機(jī)架上設(shè)置有對旋轉(zhuǎn)安裝座轉(zhuǎn)動的角速度進(jìn)行測量的角速度測量組件、以及對拋物面上任一液滴距拋物面最低點處的X向、Y向間距分別進(jìn)行測量的間距測量組件，所述拋物面為圓柱形容器旋轉(zhuǎn)后的液體液面，X向間距為沿水平方向的間距，Y向間距為沿鉛垂方向的間距。上述技術(shù)方案中，將測得的X向、Y向間距和旋轉(zhuǎn)安裝座轉(zhuǎn)動的角速度代入公式進(jìn)行計算即可得到重力加速度，測量的精度高，而且學(xué)生操作的趣味性強(qiáng)。
【IPC分類】G09B23-12
【公開號】CN204557880
【申請?zhí)枴緾N201520127800
【發(fā)明人】姜興東
【申請人】蘭州大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年3月5日