[发明专利]研究爆炸过程物理问题的实验装置

说明书

技术领域：

本发明是属于实验装置结构的改进；本发明可适用于大学、中学的物理实验教学。

背景技术：

气垫导轨技术是目前实验室中普遍采用的低摩擦的实验装置，利用这种装置可以开设诸多物理实验，例如速度测量，加速度测量等等。但是，有一些重要的物理实验，由于没有相应的实验装置而不能在这种低摩擦装置上做出，例如爆炸过程的物理问题研究就是一个典型例子。爆炸过程是物理教学中的重要内容，涉及到动量守恒问题，爆炸内力问题，爆炸物释放内能问题等等，这些都是物理教学中的重要内容。以往无论是物理课堂教学还是物理实验教学，由于没有相应的实验装置，使得这部分教学内容不能付诸于实践，影响了教学质量的提高，限制了学生知识面的扩展。

发明内容：

本发明就是针对上述问题，提供一种结构简单，教学、科研效果好的研究爆炸过程物理问题的实验装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括具有气孔的气垫导轨、滑块，其结构要点是气垫导轨上设置有两个滑块，一个滑块上设置有遮光板，滑块端头上设置有活塞杆；另一个滑块的端头上设置有相应活塞杆的缸体，缸体尾端的两个放电电极分别同气垫导轨上的压电开关的电极弹片相连。

本发明的有益效果：

1、结构简单：

本发明的主要构件是气垫上的滑块及滑块上分别设置有活塞杆、缸体，其组件少，且形体简单，易于制作，易于推广普及；

2、教学、科研效果好：

本发明结构简单、操作简便、直观性好，有利于提高教学质量；另外，遮光板可配合光电计时器，可达到精确测量结果，更有利于科研效果。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式：

本发明包括具有气孔2的气垫导轨1、滑块14，气垫导轨1上设置有两个滑块14，一个滑块14上设置有遮光板13，滑块14端头上设置有活塞杆11；另一个滑块14的端头上设置有相应活塞杆11的缸体10，缸体10尾端的两个放电电极8分别同气垫导轨1上的压电开关6的电极弹片7相连。

活塞杆11、缸体10可分别通过连接夹12、固定夹9固定于滑块14上。

电极弹片7可为铝片，电极弹片7通过气垫导轨1的滑架3的连接柱5上的导线4同压电开关6相连。

具体实验操作时，先调平气垫导轨1，将活塞杆11和缸体10放置在通气的气垫导轨1上，安置好活塞杆11与缸体10。然后用小刻度注射器在缸体10中滴入少许可燃液体(如酒精)，将活塞杆11插入缸体10中，此时两个滑块14连成一体，构成爆炸系统。将压电开关6的引出电极弹片7搭在放电电极8上，待稳定后，按动压电开关6，缸体10内的可燃液体爆炸，缸体10和活塞杆11便被炸开，沿着气垫导轨1向相反方向运动，其运动速度或动量由光电计时器测量。从而便可研究爆炸过程的诸多物理问题。

1、动量守恒的实验

爆炸动量守恒是物理教学的重要问题，以往没有相应的实验验证，采用这套系统，便可以进行这方面的实验。只要将可燃液体注入缸体10中，将活塞杆11插入，构成一个整体，引爆后，爆炸系统被分成两块，由光电计时器测量各自的动量，便可以验证动量守恒。

2、爆炸过程内力的冲量测量实验

爆炸过程爆炸物产生的内力冲量测量是物理实验的难点，本发明可以很简便的进行测量。将要研究的可燃液体注入缸体10中，引爆后测量炸开后的滑块14速度，由此计算各自滑块14的速度变化，由动量定理便可计算各自滑块14的内力冲量。可以发现，不同燃料爆炸产生的内力冲量是不同的。

3、可燃物爆炸过程释放内能实验

不同的燃料或物质，其内能是不同的，此发明可以进行内能测定。将一定量的可燃液体注入缸体10中，将润滑的活塞杆11(以减少摩擦损耗能量)插入缸体10中，引爆后测量各自的动能，利用能量转化原理，爆炸后系统的总动能近似等于爆炸物的内能。将相同质量的不同可燃液体分别注入缸体10(例如酒精，汽油，乙醚等等)，引爆后分别测量其动能，从而计算内能，便可得不同可燃液体内能的差别。