[实用新型]一种简易型小球平面斜碰撞恢复系数实验测量装置

说明书

本实用新型公开了一种简易型小球平面斜碰撞恢复系数实验测量装置，滚动装置设在所述检测装置一端，滚动装置上侧设置滚动槽，使实验小球沿所述滚动槽滚下落到所述检测装置上侧；所述检测装置包括：支撑板、音频检测装置、电信号传输装置和图像呈像装置；所述音频检测装置设在所述支撑板表面，所述音频检测装置的信号输出端连接电信号传输装置，所述电信号传输装置的另一端连接图像呈像装置。该简易型小球平面斜碰撞恢复系数实验测量装置，总体结构简单，并通过对滚动槽结构合理设计，避免了人为干涉，保证实验的准确性；通过对滚动槽的支撑架合理设计，保证了不同倾斜角度实验的需求，满足一个实验测量装置，达到不同参数的实验。

技术领域

本实用新型涉及物理实验动力学用实验测量装置，尤其涉及一种简易型小球平面斜碰撞恢复系数实验测量装置。

背景技术

近年来随着对风沙运动的关注，有关沙粒起跳角速度的确定，主要是通过观测或分析拍摄的沙粒跃移轨道得到的。如何从理论上对沙粒旋转角速度给予相应的预测，在现有的关于沙粒床面起跳的理论研究中，特别是现有的碰撞模型还不能对其准确预测。另外，在一些球类运动如乒乓球、网球、高尔夫，运动员很关心球碰撞前后的速度、旋转以及入射反射角度，然而大多数运动员只能通过经验来判断这些参数，很难获得与实际一致的准确结果，因为现有的物理模型大多相当简单。小球与平面的碰撞研究一直是碰撞力学中的一个经典问题，过去已有大量的实验和理论对此现象进行了描述。在碰撞研究中，恢复系数(Coefficient of Restitution)是一个至关重要的物理参量。关于垂直入射小球的恢复系数的实验经常被报道，可是关于斜碰撞水平方向恢复系数的资料却非常有限。这里，垂直恢复系数仍按牛顿定义，为法向分离速度与接近速度的比值。关于斜碰撞模型，Brody和Garwin分别描述了网球和硬质橡皮球在斜碰撞中的理论模型。其中Brody假设碰撞在垂直方向是弹性的而在水平方向是完全非弹性的；而Garwin假设碰撞在水平和垂直方向均为完全弹性的。近来，Cross在实验中借助高速摄影仪来确定碰撞前后小球的运动状态，考虑碰撞的非弹性,对小球与平面斜碰撞作了进一步研究。

小球平面斜碰撞基本处于理论阶段，没有一个专门的实验设备能满足小球斜碰撞实验测量使用，尤其是对于各种自然环境的监控。

由此可见，现有技术中，对于小球平面斜碰撞实验设备缺少，无法满足教学、实验、科研等需求，导致对小球平面斜碰撞研究存在瓶颈的缺陷。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种结构简单，方便实验人员使用，并可以降低人为干涉，生产制造成本低的简易型小球平面斜碰撞恢复系数实验测量装置。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种简易型小球平面斜碰撞恢复系数实验测量装置，包括：滚动装置和检测装置；所述滚动装置设在所述检测装置一端，所述滚动装置上侧设置滚动槽，使实验小球沿所述滚动槽滚下落到所述检测装置上侧；

所述检测装置包括：支撑板、音频检测装置、电信号传输装置和图像呈像装置；所述音频检测装置设在所述支撑板表面，所述音频检测装置的信号输出端连接电信号传输装置，所述电信号传输装置的另一端连接图像呈像装置；

所述支撑板表面设置一层薄沙层或者设置复写纸；

所述滚动槽包括：槽体；所述槽体的底部厚度小于1mm，所述槽体底部设置有多个位置标示点，所述位置标识点设置有电磁铁；所述实验小球为铁球，使所述电磁铁的磁性穿过所述槽体底部对小球位置限定；所述槽体底部通过支撑架支撑固定；

所述支撑架包括：多个支撑杆和支撑座，所述支撑杆下端可拆卸连接支撑座，所述支撑杆包括：上伸缩杆和下伸缩杆，所述上伸缩杆插入所述下伸缩杆中，在所述下伸缩杆上端设置锁紧装置对所述上伸缩杆位置限定，在所述上伸缩杆外壁设置刻度值。

在一种优选的实施方式中，所述位置标示点处开设有圆弧状凹坑，所述凹坑中心为位置标示点的基准位置。