[实用新型]机械能守恒试验仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机械能守恒试验仪，属于教育器材领域。

背景技术

机械能守恒试验仪的实验原理为：在只有重力做功的条件下，当物体的动能和势能相互发生转化时，机械能的总量保持不变，即势能EP与动能EK之和为一常量，这一结论称为机械能守恒定律。

机械能守恒通过摆柱（球）法和斜轨法来验证，所述摆柱（球）法为：金属柱体做成单摆，可用以研究在摆动过程中任意时刻的动能和势能的关系，当摆柱（球）通过光电门时测定摆柱（球）在该位置的瞬时速度,摆柱（球）的高度则由刻度线读出，以此研究动势能的转化规律。所述斜轨法为：将小车置于倾斜的导轨上，由于重力作用使小车向下滑动。在滑动过程中，其势能逐渐减小，动能逐渐增大，但小车的势能与动能之和基本保持不变。

现有技术中的摆柱（球）法，摆锤（球）组件使用可上下伸缩的线绳做为摆条（线），摩擦力大，测量精度低，误差率大，可重复性差，不能满足高精确率的教学领域应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种减小摩擦力、提高测量精度、降低误差率、可重复性高的机械能守恒试验仪。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供机械能守恒试验仪，包括铁架台、面板和摆锤组件；所述铁架台包括固定在底座上的杆件，所述面板固定在所述杆件上，所述面板为一半圆形板体，并沿半圆形板体圆周方向设有实验数据标识；所述摆锤组件包括摆头、摆条和摆锤，所述摆头固定在所述面板的圆心位置处，所述摆条顶端通过一个滚珠轴承连接摆头，并以滚珠轴承为基点左右摆动，所述摆条底端固定连接所述摆锤。

本实用新型技术方案的进一步限定为，所述面板上的实验数据标识为高度标识。

进一步地，所述摆条为淬火钢丝。

进一步地，所述摆锤的材质为不锈钢。

进一步地，所述摆锤为圆柱形。

进一步地，所述摆条的直径为1mm。

进一步地，所述铁架台包括底座和支撑杆，所述支撑杆固定安装在所述底座上。

进一步地，所述面板组件通过蝶形螺母和尼龙卡扣固定在所述铁架台上。

进一步地，所述面板组件的材料为亚克力板。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的机械能守恒试验仪，在摆头顶端设置滚珠轴承，减小摆条在摇摆过程中的摩擦力，提高测量精度；摆条使用不可上下伸缩的细钢丝，减小拉直分力，提高实验的往复性；并且，本试验仪简单实用、容易组装、实验稳定、精确度高、误差小。

附图说明

图1为本实用新型的所述的机械能守恒试验仪的结构示意图；

图2为本实用新型所述的摆锤组件的结构示意图。

其中：

1、铁架台；2、面板组件；3、摆锤组件；4、摆头；5、滚珠轴承；

6、摆条；7、摆锤。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的机械能守恒试验仪，结构如图1所示，包括铁架台1、面板组件2和摆锤组件3。

铁架台1包括底座和支撑杆，支撑杆固定安装在底座上，用于对机械能守恒试验仪提供支撑作用。

面板组件2通过蝶形螺母和尼龙卡扣固定在所述铁架台上，为一半圆形、带有刻度的实验面板，材料为乳白色不透明亚克力板，厚度为4mm。面板组件2对机械能守恒试验仪提供标示作用。

摆锤组件3固定在所述面板组件上，包括摆头4、摆条6和摆锤7。摆头4顶端设置滚珠轴承5，滚珠轴承5通过螺丝固定在摆头4上。摆条6为淬火钢丝，直径为1mm，其一端与摆头6连接，另一端与摆锤7连接。摆锤7为不锈钢的圆柱形，通过摆锤的往复摇摆，来验证机械能守恒。

本实用新型所述的机械能守恒试验仪的安装方法为：首先用蝶形螺母和尼龙卡扣将面板组件2固定到铁架台1的支撑杆上；其次将摆锤组件3固定到面板组件上；在实验时，将光电门固定安装于面板组件一边的合适高度处，使摆锤7摆动时能顺利通过光电门，注意光电门安装的方向应与面板组件上刻度盘的刻度线一致。

利用教材专用软件对本实用新型所述的机械能守恒试验仪的实验结果进行检测的步骤包括：

（1）按照上述安装方法安装机械能守恒试验仪，将光电门安装在两个不同高度上，不能间隔太远；

（2）打开实验系统软件，单击“教材专用软件”，选择“验证机械能守恒定律”实验模板，对光电门进行设置：实验类型“直线运动”“独立测量”，选择被测物理量“速度”“动能”，“光电门数据同步采集”，摆球直径1.5cm；