[实用新型]力学教学多用仪

说明书

本实用新型涉及教学仪器技术领域，特别是普通高中、中专、高等师范院校在讲授力学、运动学的必备实验仪器。

现有的力学实验仪器，有“打点计时器——平板小车”组件及“气垫导轨”。前者设备粗陋，实验误差甚大，实无应用价值。后者虽然精确，但因附件较多，结构复杂，体大笨重，价格昂贵等原因而无法普及推广。CN2088719U公开了一种“多功能力学实验仪”，使力学仪器面貌有了改观。但该仪有两个缺点，影响了仪器的性能和功能：（一）该仪用小车所载的两个磁头作用于同一个干簧管，利用两磁头到达干簧管的时间差来测速度。这一方案原理是正确的，也能够测速度。但由于两磁头的距离受车身长度及安装位置的限制，不能间隔很远。这样两磁头到达干簧管的时间差较小，因而测量时间的误差就大了。（二）该仪在作“自由落体运动”和验证“机械能守恒定律”两个实验时，是让小车从空中坠落，这实际上很难操作，因而减少了仪器的功能。

本实用新型的任务在于针对“多功能力学实验仪”的上述缺陷，提供一种力学教学多用仪，采用单磁头先后作用于两只微型磁控开关（干簧管）的方法来进行测时、测速。这样可以方便地加大两干簧管间的距离△S，也就必然增大了△t，从而减小偶然误差。改用带磁体和衔铁的绝缘滑块能较方便地作“自由落体”和“机械能守恒”这两个实验，解决了一种仪器作多项实验的功能，确保了实验精度及教学效果。

上述任务是这样实现的。这种力学教学多用仪，是用运动磁体控制干簧管，干簧管控制多功能电子表组成自动计时组件，以提高测时精度，从而提高各项实验的精确度。同时确保仪器具有“多功能”，使各项实验均能顺利实施。

本技术方案是用两平行金属导轨（兼作连接电路），小车及滑块进行实验。在小车及滑块上均装有磁体和衔铁。导轨的0－C区间，在规定位置上装有七只夹装微型磁控开关（干簧管）的弹簧夹座。各干簧管的极脚，均被弹簧夹座夹持固定。当作某些实验时，对于不需要的干簧管，可方便地从弹簧片夹口处取下。各干簧管通过金属弹片（有的还经过导轨）、双芯插座、与双芯插头连接的电子计时器（多功能电子表的“0.01秒”按钮）组成电路连接。在导轨的起始端，装有带电池的微型电磁铁及换向开关。当小车或滑块沿导轨运动时，它们所载磁体作用于各干簧管，使之吸合或断开，从而控制相应电子表计时的起停，精确地记录小车或滑块的运动时间t，位移S在导轨上是确定的。由于S、t的测量均相当准确，于是就能较准确地测量小车或滑块运动的速度和加速度等数据。

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1为多功能力学实验仪的结构示意图

图2为力学教学多用仪的结构示意图

图3为Ⅰ号小车结构图

图4为Ⅱ号小车结构图

图5为滑块结构图

图6为验证动量守恒定律时，两小车的初始位置示意图

这种力学教学多用仪，采用两条平行金属导轨（a₁～a₂），Ⅰ号实验小车（e）上装有磁体（M）和衔铁（N），在导轨的0－C区间装有七个干簧管（C₁～C₇），在C₂、C₄、C₆处装双芯插座（JK₁～JK₃），与装双芯插头的多功能电子表（b₁～b₃）的“0.01秒”按钮构成电路连接，在导轨的起始端设有带电池（f）的微型电磁铁（d）及2×3的换向开关（K₁），在C₆处装有1×2微型开关（K₂），以改变C₅、C₆并联接点的位置。在Ⅰ号小车上增加一限位叉（G）。增加一辆装有磁体（M）和铝质条片（H）的Ⅱ号小车及用绝缘材料制成的长方形薄型块状滑块（R），其下端装有磁体（M），上端装有衔铁（N），两侧装有弹性限位夹（S）。在导轨0－C区间的规定位置上装有夹装干簧管的弹簧夹座，使得C₁与C₂、C₃与C₄、C₅与C₆之间等间隔，C₂与C₃、C₄与C₅之间等间隔，且OA=AB=BC，导轨基座上装有挂环（Q）。