[实用新型]简谐振动过程中振子位移与弹簧受力演示装置

说明书

本实用新型公开了一种简谐振动过程中振子位移与弹簧受力演示装置，包括铁架台、力传感器、位移传感器接收器、位移传感器发射器、数据采集器、弹簧、计算机，所述弹簧挂在铁架台的测量钩上，力传感器固定于铁架台上；位移传感器发射器挂在弹簧底部，其发射口向下；位移传感器的接收器固定在铁架台上，位于在发射器的正下方，接收口向上；位移传感器接收器和力传感器分别接入数据采集器的第一、二通道，数据采集器与计算机相连。本实用新型可以定量地显示简谐振动过程中力与时间、位移与时间的关系，更加生动地验证简谐振动相关理论的正确性，把实验结果直观地展现给学生，加深学生对物理理论的理解，效果好。

技术领域

本实用新型涉及物理教学实验装置技术领域，特别涉及一种简谐振动过程中振子位移与弹簧受力演示装置。

背景技术

物体在与位移成正比的恢复力的作用下，在其平衡位置附近按正弦规律做往复运动，在弹簧限度内，弹簧的伸长量X与其所受的拉力F成正比，既胡克定律：F＝-KX。在物理这一部分教学中，课堂上演示简谐振动实验存在诸多困难，往往单纯的讲解理论，很少结合实验装置，不能直观地演示，学生印象不深刻，效果较差。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种简谐振动过程中振子位移与弹簧受力演示装置，包括包括铁架台、力传感器、位移传感器接收器、位移传感器发射器、数据采集器、弹簧、计算机，所述弹簧挂在铁架台的测量钩上，力传感器固定于铁架台上；位移传感器发射器挂在弹簧底部，其发射口向下，位移传感器发射器作为弹簧振子上下振动；位移传感器的接收器固定在铁架台上，位于在发射器的正下方，接收口向上；位移传感器接收器和力传感器分别接入数据采集器的第一、二通道，数据采集器与计算机相连。

优选地，所述计算机与打印机相连。

本实用新型简谐振动过程中振子位移与弹簧受力演示装置，可以定量地显示简谐振动过程中力与时间、位移与时间的关系，更加生动地验证简谐振动相关理论的正确性，把实验结果直观地展现给学生，加深学生对物理理论的理解，效果好。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

图1是本实用新型简谐振动过程中振子位移与弹簧受力演示装置的结构示意图。

图2是实验结果得到的简谐振动f-t曲线和s-t曲线。

图3是图2中s-t曲线向下平移后的曲线图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供了一种简谐振动过程中振子位移与弹簧受力演示装置，包括铁架台6、力传感器1、位移传感器接收器3、位移传感器发射器2、数据采集器4、弹簧7、计算机5，所述弹簧7挂在铁架台6的测量钩上，力传感器1固定于铁架台6上，力传感器1实时记录弹簧7恢复力的大小；位移传感器发射器2挂在弹簧7底部，其发射口向下，位移传感器发射器2作为弹簧振子上下振动；位移传感器的接收器3固定在支架上，位于在发射器2的正下方，接收口向上。

位移传感器接收器3和力传感器1分别接入数据采集器4的第一、二通道，数据采集器4与计算机5相连，位移传感器接收器3将弹簧振子的位移信息通过数据采集器4传给计算机5，力传感器1将弹簧振子的受力信息通过数据采集器4传给计算机5。这样恢复力F和位移X的数据通过数据采集器，传送到计算机中，最后通过教学软件对数据进行处理，力F随着时间T变化和位移S随着时间T变化以图线的方式显示在计算机屏幕上，展现给学生。