專利名稱：圓周運動實驗儀的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種物理力學實驗儀器——圓周運動實驗儀。
二背景技術：
現有研究圓周運動的儀器較多，有些能定性研究勻速圓周運動物體的向心力、質量、運動半徑和運動周期的關系。有些通過具體測量運動物體的質量、物體受的向心力、圓周半徑和運動周期的數據來驗證向心力的公式。后一種儀器多用在學生實驗中，但該儀器操作復雜，難把握，實驗效果不太好。因為實驗時常用手來搓動旋桿產生圓周運動，運動物體是否達到指定位置主要靠人眼判斷，周期測量采用一般手動方法，不經過一定時間發反復操作，很難完成好實驗。但該儀器的實驗原理較好，不足之處就是難操作。
三
發明內容
本實用新型的目的在于提供一種用電動機驅動物體作勻速圓周運動，并通過光電檢測器和電腦計時控制器來測量圓周運動的周期、自動判別作圓周運動的物體是否達到預定位置，并鎖定到位的周期值，再配合其它測量值來定量研究勻速運動規律的裝置。
本實用新型的技術方案是由圓周運動實驗裝置和電腦計時控制器組成，其特征在于圓周運動實驗裝置具有光電門和旋轉裝置，設置在同一塊平板上，所述的光電門為2組，每組光電門由發光器和接收器組成，相對設置，發光器和接收器通過多芯電纜線與電腦計時控制器相連；所述的旋轉裝置由電動機帶動旋轉，旋轉裝置上設有2塊擋光片；一塊擋光片對應一組光電門；旋轉裝置旋轉一周，擋光片從光電門通過一次。
本實用新型的旋轉裝置由傳動輪、轉軸、彈簧固定桿、彈簧、橫桿、重物吊桿、重物、平衡塊及擋光片組成，傳動輪通過皮帶與電動機相連，轉軸設置在傳動輪的中心，彈簧固定桿設置在轉軸的中部并與彈簧連接，彈簧的另一端連接重物，橫桿設置在轉軸的上部，橫桿的一端設置重物吊桿，另一端設置平衡塊，重物設置在重物吊桿的下端，重物和傳動輪上設置擋光片。
本實用新型通過可調速電動機驅動旋轉裝置，利用和旋轉裝置固定在一起的擋光片反復遮擋某一光電門，電腦計時控制器記錄相鄰兩次擋光的時間間隔，并立即顯示，從而可測出不同時間的旋轉周期。逐漸調高電機轉速，作圓周運動的物體將逐漸遠離中心，當達到預定位置時，和重物相連的擋光片遮擋定位光電門，產生鎖定周期的信號，這樣就自動記錄了所要測量的值。每組光電門由發光器和接收器組成，相對設置，發光器與接收器均通過多芯電纜與電腦計時控制器相連。實驗時，緩慢調節旋轉裝置的轉速，使該物體速度逐漸均勻。當作圓周運動的物體達到預定位置時，計時器自動停止計時，并顯示最后一次的測量值，該值為要測量的周期。結合物體質量測量值、圓周運動半徑值、向心力的測量值就可以定量研究圓周運動的規律。
四

附圖為本實用新型水平放置示意圖圖中1-定位裝置，2--定位光電門，3--定位擋光片，4-重物吊桿，5--重物，6--提供向心力的彈簧，7--橫桿，8--轉軸，9--彈簧固定桿，10--電動機，11-擋光片，12--測周期光電門，13--信號線插頭，14--發光器電源插頭，15--平衡塊，16--傳動輪。
五、實施方式如附圖所示作圓周運動的物體5的下端固定一塊用來定位的擋光片3，光電門2固定在定位裝置1上，當定位擋光片3遮擋光電門2時，表示圓周運動物體到位。定位裝置1可以沿圓周運動的半徑方向移動，從而可以改變圓周運動的半徑。光電門12用來測量物體的旋轉周期，擋光片11和旋轉裝置固定在一起，旋轉裝置由電動機10驅動，當改變電動機的轉速時，旋轉裝置的轉速跟著改變。當擋光片11連續兩次遮擋光電門12時，計時器便顯示兩次擋光的時間間隔，該時間間隔，就是此時的旋轉周期。移動橫桿7，使用使重物5離開轉軸8一定的距離，松開重物上的彈簧6，讓重物5自由下垂，此時重物5的懸吊桿4和橫桿7垂直，移動定位裝置1，使擋光片3恰好能遮住光電門2(是否遮住，由電腦計時器檢測)，然后固定好定位裝置1，再鉤上彈簧6，移動彈簧的固定桿9，使重物5偏離垂直位置一定距離。光電門2，12的發光器電源和電動機的調速電源均由插頭14輸入，光電門2，12的接收器所產生的控制信號均從插頭13輸出。逐漸調快電動機，重物5將逐漸遠離圓周運動的中心，電腦計時器不斷顯示最近的旋轉周期，當擋光片3遮擋光電門2后，計時器停止計時，鎖定最后一次周期值，該值就是要測量的圓周運動的周期。此時圓周運動的向心力完全由彈簧6提供，測量該彈力就得知向心力。取下重物5稱出其質量，并測量重物5的中心到轉軸8的中心的距離，該距離為圓周運動的半徑。由所測數據就可以研究圓周運動的規律。
權利要求1.一種圓周運動實驗儀，由圓周運動實驗裝置和電腦計時控制器組成，其特征在于圓周運動實驗裝置具有光電門和旋轉裝置，設置在同一塊平板上，所述的光電門為2組，每組光電門由發光器和接收器組成，相對設置，發光器和接收器通過多芯電纜線與電腦計時控制器相連；所述的旋轉裝置由電動機帶動旋轉，旋轉裝置上設有2塊擋光片；一塊擋光片對應一組光電門；旋轉裝置旋轉一周，擋光片從光電門通過一次。
2.根據權利要求1所述的圓周運動實驗儀，其特征在于旋轉裝置由傳動輪、轉軸、彈簧固定桿、彈簧、橫桿、重物吊桿、重物、平衡塊及擋光片組成，傳動輪通過皮帶與電動機相連，轉軸設置在傳動輪的中心，彈簧固定桿設置在轉軸的中部并與彈簧連接，彈簧的另一端連接重物，橫桿設置在轉軸的上部，橫桿的一端設置重物吊桿，另一端設置平衡塊，重物設置在重物吊桿的下端，重物和傳動輪上設置擋光片。
專利摘要本實用新型涉及一種物理力學試驗儀器——圓周運動實驗儀。主要特征在于由圓周運動實驗裝置和電腦計時控制器組成。本實用新型利用圓周運動實驗裝置的擋光片與光電門配合,電腦計時控制器記錄和顯示不同時間的旋轉周期,結合物體質量測量值、圓周運動半徑值、向心力的測量值就可以研究圓周運動的規律。
文檔編號G09B23/10GK2499915SQ0124970
公開日2002年7月10日 申請日期2001年9月14日 優先權日2001年9月14日
發明者黃新萬 申請人:黃新萬