[发明专利]一种斜面加速度实验装置

说明书

本发明公开了一种斜面加速度实验装置，包括倾斜滑板、水平滑板、打点计时器、纸带和小车；倾斜滑板的下端与水平滑板顺接，打点计时器安装在倾斜滑板的上部，纸带穿过打点计时器并与小车的后端相连；小车包括车体和制动机构；车体的后部安装有后轮轴，后轮轴的中部套设有第一吸附件；制动机构包括电源、第一电磁铁、水银开关、拉簧和拉簧座；电源、第一电磁铁和水银开关依次通过导线串联，第一电磁铁设置在第一吸附件的前侧，第一电磁铁的后部设置有弧形凹槽，拉簧座固定在第一电磁铁的前侧，拉簧的两端分别与拉簧座和第一电磁铁连接。本发明的小车运动至平面滑板时自动通过刹车制动，制动可靠且安全，有效地避免了小车因碰撞而损坏。

技术领域

本发明涉及物理教学用具技术领域，特别是涉及一种斜面加速度的实验装置。

背景技术

斜面加速度实验的目的验证小车在斜面上运动的加速度，把小车放在斜面上时，在重力的作用下，斜面上的小车沿斜面向下滚动，重力加速度是竖直向下的，平行于斜面的重力加速度分量是gsinθ，这是忽略摩擦后小车的净加速度，为了测量这个加速度，使小车从静止启动，根据匀变速直线运动的规律，相邻的相等的时间间隔内的位移差相等，△S＝aT²,即可计算出实际的由于重力加速g引起的加速度。

目前，在做斜面加速度实验时，小车在斜面上向下滑动时，小车会获得一个速度，为了让小车停下来，一般在斜面的下端设置一个挡板，通过挡板的阻挡作用以使小车停下，在此过程中，小车会和挡板产生一个碰撞，实验中经常会出现小车被撞坏的情况，增加了实验器材的成本。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种斜面加速度的实验装置，以使小车运动至平面滑板时自动通过刹车制动，制动可靠且安全，可有效避免小车因碰撞而损坏。

本发明提供了一种斜面加速度实验装置，包括倾斜滑板、水平滑板、打点计时器、纸带和小车；所述倾斜滑板的下端与水平滑板顺接，所述打点计时器安装在倾斜滑板上部的上侧面，所述纸带穿过打点计时器并与小车的后端相连；所述小车包括车体和制动机构；所述车体的前部安装有前轮轴，所述前轮轴的两端均安装有前滚轮，车体的后部安装有后轮轴，所述后轮轴的两端均安装有后滚轮，后轮轴的中部套设有可与第一电磁铁吸附的第一吸附件；所述制动机构包括安装在车体内的电源、第一电磁铁、水银开关、拉簧和拉簧座；所述电源、第一电磁铁和水银开关依次通过导线首尾串联以形成回路，所述水银开关在车体倾斜时断开以使该回路断开，水银开关在车体水平时闭合以使该回路闭合；所述第一电磁铁设置在第一吸附件的前侧，第一电磁铁的后部设置有与该第一吸附件相匹配的弧形凹槽，所述拉簧座固定在第一电磁铁前侧的车体上，所述拉簧的两端分别与拉簧座和第一电磁铁连接。

本发明的小车在斜面滑板上自由滑动时，打点计时器每隔0.02s在纸条上打下一个点，即可通过打点的纸条测量出相相等的时间间隔内的位移差，从而计算出由于重力加速g引起的加速度。因为重力的关系，水银开关的水银水珠会向容器中较低的地方流去，本发明的小车位于倾斜滑板上时，水银开关的水银水珠处于使其断开的位置，第一电磁铁处于断电状态，拉簧向前拉动第一电磁铁，使得第一电磁体与第一吸附件分离，制动机构处于不工作状态，小车可以自由滑动，当小车运动至水平滑板时，小车的角度改变，使得水银开关的水银水珠流动至使其闭合的位置，第一电磁体通电并产生吸附力，第一电磁体与第一吸附件之间的吸引力大于拉簧的拉力，使得第一电磁体向第一吸附件运动，第一电磁体的弧形凹槽与第一吸附件接触，这样，即可通过弧形凹槽与第一吸附件之间的摩擦力进行自动，使得小车减速并停下，相比传统的通过小车与挡板碰撞的制动方法，本发明的制动可靠且安全，有效地避免了小车因碰撞而损坏。

进一步地，所述第一电磁铁两侧的车体上安装有导轨，所述第一电磁铁可前后滑动地安装在两导轨之间。导轨可以限制第一电磁铁左右移位，第一电磁铁只能在导轨之间前后滑动。

进一步地，所述第一电磁铁的弧形凹槽内覆盖有一层橡胶板，吸附时，第一电磁铁通过所述橡胶板与第一吸附件接触。橡胶板可以增大对第一吸附件的摩擦力，提升制动效果。