專利名稱：驗證機械能及動量守恒的實驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及物理教學中的力學實驗裝置，特別涉及一種用于驗證機械能守恒及動量守恒實驗。
背景技術：
目前，在做機械能守恒定律的驗證實驗時采用的最常用方法是落體驗證法、斜槽平拋驗證法，在用這些方法驗證機械能守恒時，由于存在空氣摩擦阻力、斜槽的摩擦阻力和當地重力加速度的測定影響了驗證結論，小球下落時重力勢能的減少量比動能的增加量還要小，這顯然是違背能量守恒定律的；其次小球速率不易精確計算，速率誤差較大，從而導致實驗結論與理論值不符，影響學生對于物理知識的理解和學習興趣。在做動量守恒定律時常采用氣墊導軌滑塊碰撞來驗證，而這種裝置對水平的調整要求很高，不易操作，其次，這種裝置普及率不高。·

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種驗證機械能及動量守恒的實驗裝置，以解決現有技術中在做機械能守恒定律和動量守恒定律的驗證實驗時摩擦力、當地重力加速度測定等因
素的影響。為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案一種驗證機械能的實驗裝置，包括鐵架臺，所述鐵架臺的一側從下往上依次鋪設有白紙和復寫紙，所述鐵架臺的頂端設有固定軸，所述固定軸連接有可橫向擺動的擺動桿，所述擺動桿的尾端連接有第一金屬小球，所述鐵架臺上還設有刻度盤和用于阻擋擺動桿的阻擋桿。所述擺動桿的尾端與第一金屬小球的連接處為“U”字形。擺動桿為彈性和硬度較大、直徑Imm左右的鋼絲制成，所述第一金屬小球上設有小洞，所述第一金屬小球通過小洞套在所述擺動桿上，小洞直徑大于擺動桿的直徑，小洞的深度到球心，內壁光滑。—種驗證動量守恒的實驗裝置,包括鐵架臺，所述鐵架臺的一側從下往上依次鋪設有白紙和復寫紙，所述鐵架臺的頂端設有固定軸，所述固定軸連接有可橫向擺動的擺動桿，所述擺動桿的尾端連接有第一金屬小球，所述鐵架臺上還設有刻度盤和用于阻擋擺動桿的阻擋桿，所述鐵架臺鋪設有白紙的一側設有支桿，所述支桿頂部放置有第二金屬小球，當擺動桿垂直于鐵架臺底面時，第一金屬小球和第二金屬小球的處于同一水平面。所述第一金屬小球和第二金屬小球的直徑、質量相同。利用單擺運動和平拋運動相結合，直接測量出引起勢能變化的初末位置的變化量h、平拋運動的豎直高度H和水平位移X的量，利用
h = ^)^這一關系即可直接驗證機械能守恒定律和動量守恒定律。從而避免了以往驗證機械能守恒定律受制于當地重力加速度測定，同時該實驗裝置也減小了摩擦力的影響，使得驗證結果更精確；其次該裝置更簡單、容易制成、成本低，為驗證動量守恒定律和機械能守恒定律提供便捷的實驗裝置。

圖I是本實用新型的結構示意圖；圖2是圖I的側視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。驗證機械能守恒定律如圖I和圖2所示，一種驗證機械能的實驗裝置，包括鐵架臺3，鐵架臺3的一側從下往上依次鋪設有白紙I和復寫紙2，鐵架臺3的頂端設有固定軸6，固定軸6連接有可橫向擺動的擺動桿7，擺動桿7的尾端連接有第一金屬小球9，鐵架臺3上還設有刻度盤5和用于阻擋擺動桿7的阻擋桿4。擺動桿7的尾端與第一金屬小球9的連接處為“U”字形。擺動桿7為彈性和硬度較大、直徑Imm左右的鋼絲制成，第一金屬小球9上設有小洞，第一金屬小球9通過小洞套在擺動桿7上，小洞直徑大于擺動桿7的直徑，小洞的深度到球心，內壁光滑。白紙I和復寫紙2的紙張大小為A3。具體實施步驟如下①在平整的實驗臺上平鋪一張A3大小的白紙1，上面平鋪一張復寫紙2 ；②將鐵架臺3放置在平鋪的白紙I和復寫紙2上并調整水平，在鐵架臺3上依次固定阻擋桿4、刻度盤5和固定軸6 ;阻擋桿4靠近帶有“U”字形的擺動桿的下端，避免多次碰撞后發生彎曲；③用鉛垂線調整固定軸6的中心、刻度盤5的中心、和阻擋桿4的一個側面在同一
豎直位置；④將帶有U字形的擺動桿7懸掛在固定軸6上，把第一金屬小球9套在U字形的擺動桿7上；⑤將套有第一金屬小球9的擺動桿7 —起拉升到某一位置后靜止釋放，測量出引起第一金屬小球勢能變化的初末位置變化量h、平拋運動的豎直高度H和水平位移X的數
據；把上述測量數據代入公式h = 驗證機械能守恒。驗證動量守恒定律如圖I和圖2所示，一種驗證動量守恒的實驗裝置，包括鐵架臺3，鐵架臺3的一側從下往上依次鋪設有白紙I和復寫紙2，鐵架臺3的頂端設有固定軸6，固定軸6連接有可橫向擺動的擺動桿7，擺動桿7的尾端連接有第一金屬小球9，鐵架臺3上還設有刻度盤5和用于阻擋擺動桿7的阻擋桿4，鐵架臺3鋪設有白紙I的一側設有支桿8，支桿8頂部放置有第二金屬小球10,當擺動桿7垂直于鐵架臺3底面時,第一金屬小球9和第二金屬小球10的處于同一水平面。第一金屬小球9和第二金屬小球10的直徑、質量相同。白紙I和復寫紙2的紙張大小為A3。具體步驟如下①在平整的實驗臺上平鋪一張A3大小的白紙1，上面平鋪一張復寫紙2 ；②將鐵架臺3放置在平鋪的白紙I和復寫紙2上并調整水平，在鐵架臺3上依次固定阻擋桿4、刻度盤5和固定軸6 ;阻擋桿4靠近帶有“U”字形的擺動桿的下端，避免多次碰撞后發生彎曲； ③用鉛垂線調整固定軸6的中心、刻度盤5的中心、和阻擋桿4的一個側面在同一
豎直位置；④將帶有U字形的擺動桿7懸掛在固定軸6上，把第一金屬小球9套在U字形的擺動桿7上；⑤在阻擋桿4下方放置圓柱支桿8，其頂端放置第二金屬小球使其與第一金屬小球的接觸點與固定軸6中心在同一豎直位置。⑥將套有第一金屬小球9的擺動桿7 —起拉升到某一位置后靜止釋放，測量出各個參數，根據公式驗證動量守恒定律。
權利要求1.一種驗證機械能的實驗裝置，其特征在于包括鐵架臺(3)，所述鐵架臺(3)的一側從下往上依次鋪設有白紙(I)和復寫紙(2)，所述鐵架臺(3)的頂端設有固定軸(6)，所述固定軸(6 )連接有可橫向擺動的擺動桿(7 )，所述擺動桿(7 )的尾端連接有第一金屬小球(9 )，所述鐵架臺(3)上還設有刻度盤(5)和用于阻擋擺動桿(7)的阻擋桿(4)。
2.如權利要求I所述的驗證機械能的實驗裝置，其特征在于所述擺動桿(7)的尾端與第一金屬小球(9)的連接處為“U”字形。
3.如權利要求I或2所述的驗證機械能的實驗裝置，其特征在于擺動桿(7)為彈性和硬度較大、直徑Imm左右的鋼絲制成，所述第一金屬小球(9)上設有小洞，所述第一金屬小球(9)通過小洞套在所述擺動桿(7)上，小洞直徑大于擺動桿(7)的直徑，小洞的深度到球心，內壁光滑。
4.如權利要求3所述的驗證機械能的實驗裝置，其特征在于所述白紙(I)和復寫紙(2)的紙張大小為A3。
5.一種驗證動量守恒的實驗裝置，其特征在于包括鐵架臺(3)，所述鐵架臺(3)的一側從下往上依次鋪設有白紙(I)和復寫紙(2)，所述鐵架臺(3)的頂端設有固定軸(6)，所述固定軸(6)連接有可橫向擺動的擺動桿(7)，所述擺動桿(7)的尾端連接有第一金屬小球(9)，所述鐵架臺(3)上還設有刻度盤(5)和用于阻擋擺動桿(7)的阻擋桿(4)，所述鐵架臺(3)鋪設有白紙(I)的一側設有支桿(8)，所述支桿(8)頂部放置有第二金屬小球(10)，當擺動桿(7)垂直于鐵架臺(3)底面時，第一金屬小球(9)和第二金屬小球(10)的處于同一水平面。
6.如權利要求5所述的驗證動量守恒的實驗裝置，其特征在于所述第一金屬小球(9)和第二金屬小球(10)的直徑、質量相同。
7.如權利要求6所述的驗證動量守恒的實驗裝置，其特征在于所述白紙(I)和復寫紙(2)的紙張大小為A3。
專利摘要本實用新型提供了一種驗證機械能及動量守恒的實驗裝置，以解決在做機械能守恒定律和動量守恒定律的驗證實驗時受摩擦力、重力加速度測定等因素的影響。包括鐵架臺，所述鐵架臺的一側從下往上依次鋪設有白紙和復寫紙，所述鐵架臺的頂端設有固定軸，所述固定軸連接有可橫向擺動的擺動桿，所述擺動桿的尾端連接有第一金屬小球，所述鐵架臺上還設有刻度盤和用于阻擋擺動桿的阻擋桿，所述鐵架臺鋪設有白紙的一側設有支桿，所述支桿頂部放置有第二金屬小球，當擺動桿垂直于鐵架臺底面時，第一金屬小球和第二金屬小球的處于同一水平面。避免了以往驗證機械能守恒定律受制于當地重力加速度測定，同時該實驗裝置也減小了摩擦力的影響，使得驗證結果更精確。
文檔編號G09B23/10GK202677673SQ201220345138
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月17日 優先權日2012年7月17日
發明者劉永智, 吳賢忠, 蘇成仁, 李海翼 申請人:劉永智