[实用新型]验证动量守恒定律的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种教学工具，特别是涉及一种物理教学中使用的验证动量守恒定律的装置。

背景技术

通常，物理教学中验证动量守恒定律时，让两个质量相等的滑块在气垫导轨上运动，给两个滑块同时施力，使两个滑块相向运动进行碰撞，通过测量两滑块碰撞前后的速度来验证动量守恒定律，实验要求给与两滑块的力大小不同，且相差较大，以保证两滑块的初速度差距较大，则实验结果较精确。但由于学生手动施力，缺乏操作经验，不能保证给滑块水平施力，施力的方向经常向下倾斜，会导致滑块划蹭气垫导轨，增加摩檫阻力；而且滑块的初速度大小难以控制，不能保证两滑块初速度相差较大，导致实验结果误差较大。

发明内容

为了解决现有技术中存在的诸多缺陷，提供一种用单摆击打滑块、实验结果准确的验证动量守恒定律的装置。

解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种验证动量守恒定律的装置，包括气垫导轨、置于气垫导轨上的滑块、光电门和电脑计数器，所述的气垫导轨的两端分别安装有梁架，悬臂梁安装在梁架上用梁架支撑，悬臂梁上设置有套管，单摆通过套管安装在悬臂梁上，量角器与单摆同心安装安装在悬臂梁上，气垫导轨上安装安装有两个光电门，两个光电门分别位于梁架的内侧，两个光电门分别与电脑计数器相连接。

进一步，所述的量角器位于单摆的一侧。

进一步，所述单摆的摆臂宽为2~3cm。

采用上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型采用单摆击打滑块提供初速度验证动量守恒定律，实验过程中，用单摆垂直击打滑块，则保证滑块初速度方向水平。安装了同心量角器，则保证击打滑块摆锤的摆角已知。击打滑块摆锤的摆角不同，则保证碰撞滑块的初速度不同。通过改变击打滑块摆锤的摆角，可以使滑块获得大小不同的初速度，而且保证滑块运动速度水平，从而克服摩擦阻力，大大减小了误差，实验装置简单、明了，便于学生理解掌握。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图。

图2是本实用新型验证装置的主视图。

图3是图2的左视图。

图4是滑块结构示意图。

图中标记：悬臂梁1，量角器2、气垫导轨3、单摆4、摆锤5、光电门6、电脑计数器7、套管8、梁架9、滑块10、挡光片11、碰簧12。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。

以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的保护范围。本实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，未说明的条件为常规实验中的条件。

本实施例是一种用单摆击打滑块验证动量守恒定律的装置，这种装置由悬臂梁1、量角器2、气垫导轨3、单摆4、光电门6、电脑计数器7等组成。具体结构见附图1-图3。

悬臂梁1安装在气垫导轨3两端的梁架11上，悬臂梁1上用套管8安装单摆4，单摆4的一侧在悬臂梁1上同心安装量角器2。气垫导轨3上安装两个光电门6，两个光电门6分别位于梁架11的内侧，用导线与电脑计数器7连接，电脑计数器7位于气垫导轨3外部。做实验时，将滑块10放置在气垫导轨3上。见图4，滑块10是一带挡光片11、碰簧12的长方体，挡光片11的作用是遮挡光线配合电脑计数器7测量滑块的速度。单摆4的摆臂具有一定的宽度，一般为2~3cm，这一宽度保证单摆4只做前后摆动，不会左右转动。通过计算或实测将角度换算成速度标注在量角器2上。

实验过程中，使两个单摆4偏离平衡位置，摆锤5偏离平衡位置的角度不同，两滑块10碰撞前会获得不同的初速度，初速度的大小可由量角器2读取，也可由光电门6和电脑计数器7进行测量。用有一定摆角的单摆4垂直击打滑块10，滑块10以不同初速度相向运动进行弹性碰撞，两滑块10的碰簧12碰撞后通过光电门6的速度由电脑计数器7记录，根据两滑块10碰撞前后的速度即可计算系统碰撞前后的动量，以验证动量守恒定律。

 具体验证方法实施例：