專利名稱：重力加速度實驗裝置和系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及物理實驗裝置領域，具體涉及一種重力加速度實驗裝置和系統。
背景技術：
現有技術中測試重力加速度一般使用單擺測試，實驗裝置包括細線、帶孔的金屬小球、鐵夾、鐵架臺和秒表；在細線的一端打一個比金屬小球上的孔大的結，將細線穿過金屬小球上的孔做成一個單擺，將該單擺通過鐵夾固定在鐵架臺上，將鐵架臺放置在桌邊使鐵夾伸出桌面，令單擺自由下垂；使用游標卡尺測量出小球的直徑記為d;使用米尺測量金屬小球懸點到小球上端的距離記為I;將金屬小球偏移其中垂線5-8度在豎直平面內進行自由擺動，并且使用秒表記錄金屬小球完成30-50次全振動用的時間T;求出金屬小球每次全振動所用的平均時間t=T/c;其中c為在T時間內金屬小球所做的全振動的次數；根據公式g=4Ji2L/t2求得重力加速度，其中L=d/2+l。使用現有技術中的實驗裝置測試重力加速度時，需要一個人看表一個人記錄單擺全振動的次數，操作比較復雜，而且在計算單擺的全振動次數和利用單擺計時容易出現差錯，往往需要多次重復操作才能有一次實驗成功，因此使用現有技術中的重力加速度實驗裝置測試重力加速度時需要花費比較長的時間。

實用新型內容本實用新型提供的重力加速度實驗裝置和系統，能夠縮短測試重力加速度的實驗時間。本實用新型的技術方案是這樣實現的，重力加速度實驗裝置，包括支撐架、緊固件、微動開關、電源開關、計時器和底座；所述支撐架、微動開關、電源開關和計時器均設置在所述底座上；其中，所述支撐架的高度方向與水平面垂直；所述緊固件設置在所述支撐架上；所述電源開關分別與所述緊固件和所述計時器連接；所述微動開關設置在所述緊固件的正下方，且與所述計時器連接。優選地，所述緊固件為電磁鐵；或所述緊固件為機械夾。優選地，所述計時器為電子秒表計時器。優選地，所述緊固件通過連接件設置在所述支撐架上。優選地，所述連接件上設置有用于調節緊固件在支撐架上的位置的高度調節件。優選地，所述高度調節件包括固定環和螺栓；所述固定環套在所述支撐架上，且其形狀與支撐架的橫截面的形狀吻合；[0021]所述固定環上設置有螺孔；所述螺栓穿過所述螺孔并抵住所述支撐架。優選地，所述支撐架上設置有刻度，且其最底部的刻度與微動開關的上表面所處的平面齊平，所述最底部的刻度與支撐架上的最頂部的刻度之間的距離為O. 8-1. 2米。重力加速度實驗系統，包括鐵塊和所述的重力加速度實驗裝置；其中所述鐵塊能夠通過所述緊固件固定在所述支撐架上。通過本實用新型提供的重力加速度實驗裝置和系統，能夠達到以下有益效果本實用新型中的重力加速度實驗裝置，包括支撐架、緊固件、微動開關、電源開關、計時器和底座；所述支撐架、微動開關、電源開關和計時器均設置在所述底座上；其中，所述支撐架的高度方向與水平面垂直；所述緊固件固定在所述支撐架上；所述電源開關分別與所述緊固件和所述計時器連接；所述微動開關設置在所述緊固件的正下方，且與所述 計時器連接；在重力加速度的測速系統中還包括鐵塊；在測試重力加速度的過程中，接通電源開關通過緊固件將鐵塊固定在支撐架上；然后關閉電源開關控制鐵塊從緊固件上掉落，關閉電源開關的同時觸動計時器計時，鐵塊掉落觸動緊固件正下方的微動開關，微動開關控制計時器停止計時；在測試重力加速度的過程中，只需要把鐵塊通過緊固件固定在支撐架上，按動電源開關，并且計時器自動計時，操作簡單，每次實驗重復操作的次數減少，因此縮短測試重力加速度的實驗時間。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，以下將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，以下描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖所示實施例得到其它的實施例及其附圖。圖I為本實用新型實施例I重力加速度實驗裝置的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例2重力加速度實驗裝置的側視圖。

1-支撐架，2-緊固件，3-鐵塊，4-計時器，5-電源開關，6_微動開關，7-底座，8-刻度，9-高度調節件，10-螺栓，11-固定環。
具體實施方式
以下將結合附圖對本實用新型各實施例的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬于本實用新型所保護的范圍。在本實用新型的各實施方式中，重力加速度實驗裝置，包括支撐架、緊固件、微動開關、電源開關、計時器和底座；所述支撐架、微動開關、電源開關和計時器均設置在所述底座上；其中，所述支撐架的高度方向與水平面垂直；所述緊固件設置在所述支撐架上；所述電源開關分別與所述緊固件和所述計時器連接；所述微動開關設置在所述緊固件的正下方，且與所述計時器連接。[0039]利用本實用新型的重力加速度實驗裝置測試重力加速度時，還要用到鐵塊；接通電源開關通過緊固件將鐵塊固定在支撐架上；然后關閉電源開關控制鐵塊從緊固件上掉落，關閉電源開關的同時觸動計時器計時，鐵塊掉落觸動緊固件正下方的微動開關，微動開關控制計時器停止計時，記錄計時器開始計時與停止計時之間的時間差為t ;測量鐵塊到微動開關上表面的距離為h;通過公式g=2h/t2計算重力加速度；在測試重力加速度的過程中，只需要把鐵塊通過緊固件固定在支撐架上，按動電源開關，并且計時器自動計時，操作簡單，每次實驗重復操作的次數減少，因此縮短測試重力加速度的實驗時間。在本實用新型的各實施方式中，當鐵塊到微動開關上表面的距離h固定時只需要測量出鐵塊掉落的時間就可計算出重力加速度g，由此利用本實施例的實驗裝置和系統進行重力加速度的實驗時操作步驟更加的簡單。另外，還可以在支撐架上標注不同地區的重力加速度的參考值，由此可以對實驗計算出的重力加速度數據進行驗證和校對。在本實用新型的各實施方式中，優選地，所述緊固件為電磁鐵；或所述緊固件為機械夾。在本實用新型的各實施方式中，緊固件可以有多種結構；在本實施例中，給出了電磁體和機械夾兩種結構；當緊固件為電磁鐵時，接通電源開關給電磁鐵充磁，電磁鐵就可以吸住鐵塊；關閉電源開關的同時，電磁鐵失去磁性鐵塊掉落，電源開關關閉的同時觸動計時器計時；鐵塊掉落在位于電磁鐵正下方的微動開關上，微動開關控制計時器停止計時；當緊固件為機械夾時，接通電源開關時，機械夾閉合，能夠夾緊鐵塊；電源開關關閉機械夾打開時，鐵塊能夠從機械夾上立即掉落。在本實用新型的一個實施例中，優選地，所述計時器為電子秒表計時器。在本實用新型的各實施方式中，計時器設置為電子秒表計時器，計時方便準確，而且易于與微動開關和電源開關連接。在本實用新型的各實施方式中，優選地，所述緊固件通過連接件設置在所述支撐架上。在本實用新型的各實施方式中，通過連接件將緊固件設置在支撐架上，所述連接件上設置有安裝緊固件的結構，能夠使緊固件設置在支撐架上。在實驗完畢后，再通過連接件將緊固件拆卸下來，操作方便，而且有利于緊固件的維護。在本實用新型的各實施方式中，優選地，所述連接件上設置有用于調節緊固件在支撐架上的位置的高度調節件。在本實用新型的各實施方式中，通過連接件上的高度調節件，可以調節緊固件在在支撐桿上的位置，進而調節鐵塊下落的高度，通過不同高度的設置可以進行多組實驗對重力加速度進行驗證。在本實用新型的各實施方式中，優選地，所述高度調節件包括固定環和螺栓；所述固定環套在所述支撐架上，且其形狀與支撐架的橫截面的形狀吻合；所述固定環上設置有螺孔；所述螺栓穿過所述螺孔并抵住所述支撐架。[0058]在本實用新型的各實施方式中，通過將螺栓穿過固定環上的螺孔，且螺栓能夠抵住支撐架，由此使連接件固定在支撐架上，進而使緊固件設置在支撐架上；然后通過擰開螺栓，調節固定環在支撐架上的位置，再通過螺栓進行固定從而達到調節緊固件在支撐架上的高度的目的。在本實用新型的各實施方式中，優選地，所述支撐架上設置有刻度，且其最底部的刻度與微動開關的上表面所處的平面齊平，所述最底部的刻度與支撐架上的最頂部的刻度之間的距離為O. 8-1. 2米。在本實用新型的各實施方式中，支撐架上設置有刻度，可以方便地進行鐵塊下落高度的測量，因為鐵塊下落后需要觸動微動開關使計時器停止計時，所以較優地，最底部的刻度與微動開關的上表面所處的平面齊平，并且最底部的刻度與支撐架上的最頂部的刻度之間的距離為O. 8-1. 2米。在本實用新型的各實施方式中，鐵塊下落的距離在理論上可以任意設置，但是該·距離太大受空氣阻力影響就比較大；該距離太小，記錄的時間就會太短，誤差會比較大；本實施例中此距離設置為O. 8-1. 2米是經過發明者多次實驗總結的合理高度，能夠使測出的重力加速度更加接近重力加速度的理論值。在本實用新型的各實施方式中，還可以在支撐架上設置重力加速度的參考數據，有利于對測出的重力加速度數據進行驗證。在本實用新型的各實施方式中，重力加速度實驗系統，包括鐵塊和重力加速度實驗裝置；其中所述鐵塊能夠通過所述緊固件固定在所述支撐架上。在使用本實用新型的重力加速度實驗裝置進行重力加速度的測試時，還需要增加鐵塊，所述的重力加速度實驗裝置和鐵塊就組成一個重力加速度的測速系統。實施例I重力加速度實驗裝置，如圖I所示，包括支撐架I、緊固件2、微動開關6、電源開關5、計時器4和底座7 ；支撐架I、微動開關6、電源開關5和計時器4均設置在底座7上；其中，支撐架I的高度方向與水平面垂直；緊固件2固定在支撐架I上；電源開關5分別與緊固件2和計時器4連接；微動開關6設置在緊固件2的正下方，且與計時器4連接。實施例2重力加速度實驗裝置，如圖2所示，包括支撐架I、緊固件2為電磁鐵、微動開關
6、電源開關5、計時器4為電子秒表計時器和底座7 ;支撐架I、微動開關6、電源開關5和電子秒表計時器均設置在底座7上；其中,支撐架I的高度方向與水平面垂直；電磁鐵固定在支撐架I上；電源開關5分別與電磁鐵和電子秒表計時器連接；微動開關6設置在電磁鐵的正下方，且與電子秒表計時器連接。支撐架I上設置有刻度8，且其最底部的刻度8與微動開關6的上表面所處的平面齊平，所述最底部的刻度8與支撐架I上的最頂部的刻度8之間的距離為I米。 電磁鐵通過連接件設置在支撐架I上。連接件上設置有用于調節緊固件在支撐架上的位置的高度調節件9。高度調節件9包括固定環11和螺栓10 ；固定環11套在支撐架I上，且其形狀與支撐架I的橫截面的形狀吻合；固定環11上設置有螺孔；螺栓10穿過所述螺孔并抵住支撐架I。重力加速度測速系統,包括鐵塊3和重力加速度實驗裝置；其中鐵塊3能夠通過電磁鐵固定在支撐架I上。通過本實用新型提供的重力加速度實驗裝置和系統，至少能夠達到以下有益效果中的一種I.本實用新型中的重力加速度實驗裝置，包括支撐架、緊固件、微動開關、電源開關、計時器和底座；所述支撐架、微動開關、電源開關和計時器均設置在所述底座上；其中，所述支撐架的高度方向與水平面垂直；所述緊固件固定在所述支撐架上；所述電源開關分別與所述緊固件和所述計時器連接；所述微動開關設置在所述緊固件的正下方，且與所述計時器連接；在重力加速度的測速系統中還包括鐵塊；在測試重力加速度的過程中，接通電源開關通過緊固件將鐵塊固定在支撐架上；然后關閉電源開關控制鐵塊從緊固件上掉落，關閉電源開關的同時觸動計時器計時，鐵塊掉落觸動緊固件正下方的微動開關，微動開關控制計時器停止計時；在測試重力加速度的過程中，只需要把鐵塊通過緊固件固定在支撐架上，按動電源開關，并且計時器自動計時，操作簡單，每次實驗重復操作的次數減少，因此縮短測試重力加速度的實驗時間。2.本實用新型的重力加速度實驗裝置和系統，測試重力加速的實驗時間少，而且記錄的鐵塊的掉落時間準確，最終得到的重力加速度的數據準確。3.本實用新型的重力加速度實驗裝置和系統，在測試重力加速度時，只需要按動電源的開關的操作，操作簡單，只需要一個人就能完成實驗。本實用新型提供的各種實施例可根據需要以任意方式相互組合，通過這種組合得到的技術方案，也在本實用新型的范圍內。顯然，本領域技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若對本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也包含這些改動和變型在內。
權利要求1.重力加速度實驗裝置，其特征在于，包括 支撐架、緊固件、微動開關、電源開關、計時器和底座； 所述支撐架、微動開關、電源開關和計時器均設置在所述底座上； 其中，所述支撐架的高度方向與水平面垂直； 所述緊固件設置在所述支撐架上； 所述電源開關分別與所述緊固件和所述計時器連接； 所述微動開關設置在所述緊固件的正下方，且與所述計時器連接。
2.根據權利要求I所述的重力加速度實驗裝置，其特征在于， 所述緊固件為電磁鐵； 或 所述緊固件為機械夾。
3.根據權利要求I所述的重力加速度實驗裝置，其特征在于，所述計時器為電子秒表計時器。
4.根據權利要求I所述的重力加速度實驗裝置，其特征在于，所述緊固件通過連接件設置在所述支撐架上。
5.根據權利要求4所述的重力加速度實驗裝置，其特征在于，所述連接件上設置有用于調節緊固件在支撐架上的位置的高度調節件。
6.根據權利要求5所述的重力加速度實驗裝置，其特征在于，所述高度調節件包括固定環和螺栓； 所述固定環套在所述支撐架上，且其形狀與支撐架的橫截面的形狀吻合； 所述固定環上設置有螺孔；所述螺栓穿過所述螺孔并抵住所述支撐架。
7.根據權利要求I所述的重力加速度實驗裝置，其特征在于，所述支撐架上設置有刻度，且其最底部的刻度與微動開關的上表面所處的平面齊平，所述最底部的刻度與支撐架上的最頂部的刻度之間的距離為O. 8-1. 2米。
8.重力加速度實驗系統，其特征在于，包括鐵塊和權利要求I至7任一項所述的重力加速度實驗裝置； 其中所述鐵塊能夠通過所述緊固件固定在所述支撐架上。
專利摘要本實用新型涉及物理實驗裝置領域，具體涉及一種重力加速度實驗裝置和系統。重力加速度實驗裝置，包括支撐架、緊固件、微動開關、電源開關、計時器和底座；所述支撐架、微動開關、電源開關和計時器均設置在所述底座上；其中，所述支撐架的高度方向與水平面垂直；所述緊固件設置在所述支撐架上；所述電源開關分別與所述緊固件和所述計時器連接；所述微動開關設置在所述緊固件的正下方，且與所述計時器連接。本實用新型提供的重力加速度實驗裝置和系統，能夠縮短測試重力加速度的實驗時間。
文檔編號G01V7/14GK202711544SQ20122033282
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月10日 優先權日2012年7月10日
發明者李鑫, 蔡如尤 申請人:李鑫, 蔡如尤