[实用新型]一种用角动量守恒定律测量飞行物体速度的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及速度测量设备领域，具体为一种用角动量守恒定律测量飞行物体速度的装置。

背景技术

测量飞行物的速度一般采用激光法或者高速摄影设备，激光法成本较高；高速摄影设备成本仍然很高，另外受背景条件、光线情况、距离远近的影响，要求的条件比较苛刻。在实验室或者企业的生产过程中往往需要测量一些飞行物体的速度，上述两种方法成本又太高，所以找到一种成本低廉、方便快速的一种用角动量守恒定律测量飞行物体速度的装置非常必要。

发明内容

本实用新型针对以上问题的提出，而研究设计一种结构简单、成本较低、能够方便快捷的测量飞行物体速度的装置。

本实用新型的技术手段如下：

一种用角动量守恒定律测量飞行物体速度的装置，其特征在于，包括底板、支架、摆杆、轴、拨杆、刻度盘、指针、弹簧挡圈、飞行物以及运算单元；

所述底板安装在工作台上；所述支架与所述底板固定连接，且所述支架的方向为倾斜向上；所述支架的顶端具有与所述轴适配的轴安装孔；

所述摆杆与所述轴固定连接，所述轴安装在所述轴安装孔内，且可绕所述支架自由转动；所述支架顶端具有与所述轴安装孔同轴的弧形拨杆槽；所述拨杆为直角杆，所述拨杆一端与所述轴固定，另一端穿入所述拨杆槽，所述拨杆随所述轴在所述拨杆槽中灵活转动；

所述刻度盘与所述轴安装孔同轴心固定在所述支架上；所述指针贴近所述刻度盘固定在所述轴上；所述弹簧挡圈固定在所述指针外的轴的末端；

所述拨杆拨动所述指针转动；所述刻度盘上具有表示角度的刻度；可通过观察指针与刻度盘上重合的刻度测量摆杆的摆动角度；

所述飞行物为强磁性材料，与所述摆杆碰撞后不反弹，且不打到所述摆杆内，而是吸附在所述摆杆的表面；所述飞行物与所述摆杆的碰撞为两个刚体之间的碰撞；

向所述运算单元输入所述飞行物的质量m₀、摆杆的质量m、摆杆的底端距离轴中心线的距离l、所述飞行物与所述摆杆的碰撞点距所述轴中心线的距离a、以及摆杆的摆动角度，所述运算单元根据角动量守恒定律计算出所述飞行物的速度。

进一步地，所述支架为两根，且两根所述支架相互平行；所述摆杆设置在两所述支架中间。

进一步地，所述摆杆通过定位销与所述轴固定。根据飞行物打上摆杆前瞬间的角动量大小，可更换不同质量的摆杆，采用定位销方便更换摆杆。

进一步地，所述轴的两端通过滑动轴承支撑在所述支架上。滑动轴承使摆杆受到飞行物的碰撞后能够尽量减小摩擦，提高装置测量的准确度。

进一步地，所述装置还包括发射所述飞行物的发射装置。

更进一步地，所述摆杆的横截面为矩形，所述飞行物垂直打在所述摆杆的侧面上，使所述摆杆摆动。摆杆摆动带动拨杆转动，拨杆转动带动指针转动，指针在刻度盘上指示出测到的摆杆的摆动角度。

与现有技术比较，本实用新型所述的用角动量守恒定律测量飞行物体速度的装置具有以下有益效果：结构简单，方便快捷、成本低廉。

附图说明

图1为本实用新型实施例主视图；

图2为本实用新型实施例俯视图；

图3为本实用新型实施例支架剖视图；

图4为图2中K部放大图。

图中：1、支架，2、指针，3、刻度盘，4、摆杆，5、轴，6、拨杆，7、底板，8、弹簧挡圈，9、飞行物，10、轴安装孔，11、拨杆槽，12、定位销。

具体实施方式

如图1-图4所示的一种用角动量守恒定律测量飞行物体速度的装置，适用于实验室、企业生产中对飞行物体速度的简单测量，尤其可作为学校实验室实验设备，采用角动量守恒定律测量飞行物体的速度。

本实施例的一种用角动量守恒定律测量飞行物体速度的装置，包括底板7、支架1、摆杆4、轴5、拨杆、刻度盘3、指针2、弹簧挡圈8、飞行物9以及运算单元。

底板7安装在工作台上；支架1与底板7固定连接，且支架1的方向为倾斜向上；支架1为两根，且两根支架1相互平行；摆杆4设置在两支架1中间。

支架1的顶端具有与轴5适配的轴安装孔10；摆杆4通过定位销12与轴5固定连接，轴5安装在轴安装孔10内，且可绕支架1自由转动；支架1顶端具有与轴安装孔10同轴的弧形拨杆槽11；拨杆6为直角杆，其中拨杆6的一端与轴5固定，另一端穿入拨杆槽11，拨杆随轴5在拨杆槽6中灵活转动；轴5的两端通过滑动轴承支撑在所述支架1上。滑动轴承使摆杆4受到飞行物9的碰撞后能够尽量减小摩擦，提高装置测量的准确度。