專利名稱：擺動式平拋運(yùn)動多用儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及通過平拋入射球與靶球發(fā)生水平方向上的對心碰撞一類物理實驗儀器。
現(xiàn)行同一類型的儀器是國家教委審定的《J2135型碰撞實驗器》。它由于有“支球柱”的存在，使得兩球不可能在等高線上發(fā)生碰撞；兩球碰撞時要受到支球柱的沖量；支球柱上的凹坑迫使靶球作斜上拋運(yùn)動。儀器存在嚴(yán)重的系統(tǒng)誤差。實驗操作和描點方法又帶來較大的偶然誤差。實驗結(jié)果誤差很大，往往令學(xué)生對實驗驗證的物理規(guī)律難以置信。
本實用新型旨在淘汰《J2135型碰撞實驗器》，并取而代之，以加強(qiáng)物理實驗教學(xué)。
本實用新型的實質(zhì)是在結(jié)構(gòu)上排除產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的因素，實現(xiàn)兩球作等高、對心和在水平方向上遵守動量守恒規(guī)律的碰撞，大幅度地減小實驗誤差。
下面結(jié)合“說明書附圖”對本實用新型上述實質(zhì)的實現(xiàn)作出說明。


圖1是整圖，圖2是分圖。
如圖2所示，兩只夾具(由鋼條1或2、夾球片5、轉(zhuǎn)軸13配重12組成)分別將入射球3和靶球4夾住，懸掛在上蓋14上的夾具支承軸座6上。兩只夾具自然下垂靜止在平衡位置時，兩球接觸而互不擠壓，且對心處于同一水平線上。棱形分離器7、8懸掛在兩球上方，被兩只夾具的四根鋼條1、2夾在中間。靶球由于有阻擋板9的阻擋，仍處于平衡位置。入射球被棱形分離器后端推開稍稍偏離平衡位置，兩球之間便出現(xiàn)了約3mm的間隙。實驗時，首先使入射球隨夾具偏離棱形分離器，向上擺動到支柱15上的某一定位釘11處，用釋放桿10抬起夾具，并自下而上緊靠定位釘，使入射球處于靜止?fàn)顟B(tài)；然后動作十分利索地抽去釋放桿，入射球隨夾具下擺，夾具上的兩根鋼條超前于入射球，與棱形分離器后端7相碰撞，兩根鋼條1被棱形分離器后端沖開，入射球3獲得釋放，且依慣性向水平方向拋出。與此同時，棱形分離器的前端8與阻擋板9兩面夾攻把夾住靶球的夾具上的兩根鋼條2沖開，靶球也獲得釋放，且處于速度為零的狀態(tài)。緊接著就發(fā)生了稍稍滯后一點點的兩球的碰撞。毫無疑問，兩球的碰撞是完全符合等高、對心和在水平方向上動量守恒這些條件的，其實驗誤差(關(guān)于彈性碰撞的動量守恒的誤差只有0.78％)獲得大幅度的減小，也是在預(yù)料之中的。
本實用新型對兩球平拋落地點位置的確定，摒棄了《J2135型碰撞實驗器》所采用的缺點較多的“復(fù)寫紙”描點法，采用了由本人發(fā)明的，在1986年獲得國家教委頒發(fā)的全國首屆優(yōu)秀自制教具評選二等獎的《平拋運(yùn)動描跡器》描點。
圖1中的描點器18平放在盛球盒17上。兩球落在描點器上，就會把阻擋鋼球的紙條(每一條約2mm寬，一邊是固定的，一邊是可動的)擊落下去(紙條不會被擊斷，仍可自下而上推回原處，繼續(xù)使用)，被擊落紙條的總寬度，即為鋼球的直徑長度，其中點即為球心的位置。這一方法，描點準(zhǔn)確，使用方便。
本實用新型在做完全非彈性碰撞實驗時，摒棄了傳統(tǒng)的“膠布粘結(jié)法”(粘結(jié)成功率低，而且只能使用一次)，采用了新型材料“尼綸扣”來粘結(jié)，兩球碰撞時，一接觸便粘合，而且經(jīng)久耐用，極大地提高了實驗的成功率。
本實用新型可用于做《彈性碰撞》、《非彈性碰撞》、《完全非彈性碰撞》、《平拋豎落》和《平拋描跡》五個實驗。它的實驗誤差之小，實驗時間之短，實驗效果之好，是其它現(xiàn)行的同類用途和部分同類用途的儀器無法比擬的。
本實用新型投入批量生產(chǎn)是很容易的，材料易得，加工設(shè)備有幾臺小型的車床，鉆床即可，在工藝上對照手工試制品作些改進(jìn)，就可以成批的生產(chǎn)出比手工試制品更好的產(chǎn)品，其實驗誤差會更小，實驗效果會更好，這也是毫無疑義的。
權(quán)利要求1.一種擺動式平拋運(yùn)動多用儀，它的特征在于各由兩根鋼條、兩片夾球片、一根轉(zhuǎn)軸和一塊配重鐵塊組成的兩只夾具1、2分別將入射球3和靶球4夾住，通過轉(zhuǎn)軸懸掛在上蓋14上的夾具支承軸座6上，兩轉(zhuǎn)軸軸心間的距離等于兩球半徑之和，兩夾具自然下垂靜止在平衡位置時，兩球接觸而互不擠壓，且對心處于同一水平線上；由一塊棱形金屬塊、兩根鋼條和一根轉(zhuǎn)軸組成的棱形分離器，通過轉(zhuǎn)軸懸掛在夾具支承軸座6上兩夾具的中間，其棱形金屬塊被兩夾具的四根鋼條對稱夾在中間，且平放在兩球的上方；靶球由于其夾具2有阻檔板9阻擋，仍處于平衡位置；入射球則由于其夾具1被棱形分離器的棱形金屬塊后端7推開偏離平衡位置約3mm，兩球之間也就出現(xiàn)了約3mm的間隙。
專利摘要擺動式平拋運(yùn)動多用儀是一種物理實驗儀器。它是將入射球3懸掛并偏離平衡位置后，再向下擺動至平衡位置時，其夾具上的兩根鋼條1，超前被棱形分離后端7沖開，入射球獲得釋放而水平拋出。與此同時，棱形分離器前端8與阻擋板9配合，將懸掛靶球4的夾具上的兩根鋼條2沖開，靶球也獲得釋放，且處于速度為零的狀態(tài)。緊接著兩球便發(fā)生等高、對心和水平方向動量守恒的碰撞，其實驗效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)行同類用途的儀器。
文檔編號G09B23/08GK2261057SQ9523748
公開日1997年8月27日 申請日期1995年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月28日
發(fā)明者劉賜蘭 申請人:劉賜蘭