专利名称：能量和动量守恒验证试验仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能量和动量守恒验证试验仪，更具体的说，尤其涉及一种可通过测量数据进行验证的能量和动量守恒验证试验仪。
背景技术：
能量守恒定律、动量守恒定律，作为中学物理学中两项重要的守恒定律，是学好物理学科中力学的基础。学生对能量守恒定律、动量守恒定律理解的正确、透彻与否，是学好相关知识的关键所在。 但在能量守恒、动量守恒的教学过程中，还没有一种有效的实验仪器，能让学生直观、形象地进行观察，并通过测量数据来验证其真实性。
发明内容本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种可通过测量数据进行验证的能量和动量守恒验证试验仪。本实用新型的能量和动量守恒验证试验仪，包括起固定和支撑作用的机架、固定与机架上方的支撑杆以及悬挂于支撑杆上的主动球，其特别之处在于所述支撑杆的下方放置有被动球；机架上设置有用于标示主动球被拉升高度的高度指示板，机架的一侧水平设置有用于标示主动球、被动球运动距离的水平距离指示板；所述高度指示板、水平距离指示板上均设置有刻度。机架起到固定和支撑作用，主动球实现能量到动能的转化；被动球实现与主动球在水平方向内动量守恒形式的碰撞。高度指示板用于标示主动球上升的高度，水平距离指示板用于标示被动球在水平方向运动的距离。主动球在由高处运动到最低点的过程中，遵守能量守恒定律；主动球在与被动球碰撞的过程中，遵守动量守恒定律；被动球在下落的过程中，又遵守能量守恒定律。本实用新型的能量和动量守恒验证试验仪，所述支撑杆上设置有可自由转动的套环，所述主动球通过摆线固定于套环上。主动球通过摆线、套环转动地固定在支撑杆上，可实现主动球的自由转动。本实用新型的能量和动量守恒验证试验仪，所述套环距离机架上表面的距离与机架上表面距离水平距离指示板上表面的距离相等。在主动球与被动球在竖直反向运动距离相等的情况下，更便于计算被动球在水平方向的运动距离。本实用新型的有益效果是本实用新型通过设置进行摆线运动的主动球，以及用于与主动球进行动量守恒碰撞的被动球，通过测量主动球、被动球在竖直、水平方向的运动距离，可有效地实现对能量守恒定律、动量守恒定律进行验证。本实用新型的试验仪具有结构简洁合理、有益效果突出和便于应用推广的优点。
[0010]图I为本实用新型的试验仪主视图的结构示意图；图2为本实用新型的试验仪俯视图的结构示意图。图中I机架，2支撑杆，3高度指示板，4水平距离指示板，5主动球，6被动球，7摆线，8套环。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。如图I和图2所示，分别给出了本实用新型的能量和动量守恒验证试验仪的主视图、俯视图的结构示意图，其包括机架I、支撑杆2、高度指示板3、水平距离指示板4、主动球5、被动球6、摆线7、套环8 ;所示的机架I起固定和支撑作用，支撑杆2固定在机架I上表 面的右侧位置处，被动球6放置在支撑杆2的正下方。套环8设置在支撑杆2的顶端，并可进行自由的转动，主动球5通过摆线7与套环8相固定；这样主动球5在套环8的作用下可绕支撑杆2的顶端进行自由转动。高度指示板3固定在支撑杆2的左侧位置，用于标示主动球5在开始运动时起始位置的高度。水平距离指示板4水平地设置在机架I的右侧，用于标示被动球6在水平方向的运动距离。为了便于对高度和距离进行计量，在高度指示板3、机架I的右侧和水平距离指示板4上均设置有刻度值，以便进行数据的读取。下方来分析一下主动球5、被动球6的运动关系设主动球5、被动球6的质量均为m，主动球起始点距离最低点的竖直高度为hi，机架I上表面距离水平距离指示板4的竖直高度为h2。在主动球5由起始点运动到最低点的过程中，满足能量守恒，得
1a^nghi = — mv(I)
2主动球5在与被动球6碰撞的过程中，满足动量守恒，得mv = m\\ + mv2(2)在主动球5、被动球6下落至水平距离指示板4上的过程中，在水平方向内，满足S1 =V多(3)S2 ~v2i(4)在竖直方向内满足
I ,k2 = -gi2(5)其中，SiJ2均可测量得出，通过公式(I) (5)的组合，即可来验证能量守恒定律、动量守恒定律是否正确。
权利要求1.一种能量和动量守恒验证试验仪，包括起固定和支撑作用的机架(I)、固定与机架上方的支撑杆(2)以及悬挂于支撑杆上的主动球(5)，其特征在于所述支撑杆(2)的下方放置有被动球(6);机架上设置有用于标示主动球被拉升高度的高度指示板(3)，机架的一侧水平设置有用于标示主动球、被动球运动距离的水平距离指示板(4);所述高度指示板、水平距离指示板上均设置有刻度。
2.根据权利要求I所述的能量和动量守恒验证试验仪，其特征在于所述支撑杆(2)上设置有可自由转动的套环(8 )，所述主动球(5 )通过摆线(7 )固定于套环上。
3.根据权利要求2所述的能量和动量守恒验证试验仪，其特征在于所述套环(8)距离机架(I)上表面的距离与机架上表面距离水平距离指示板(4)上表面的距离相等。
专利摘要本实用新型的能量和动量守恒验证试验仪，包括起固定和支撑作用的机架、固定与机架上方的支撑杆以及悬挂于支撑杆上的主动球，其特别之处在于所述支撑杆的下方放置有被动球；机架上设置有用于标示主动球被拉升高度的高度指示板，机架的一侧水平设置有用于标示主动球、被动球运动距离的水平距离指示板；所述高度指示板、水平距离指示板上均设置有刻度。本实用新型通过设置进行摆线运动的主动球，以及用于与主动球进行动量守恒碰撞的被动球，通过测量主动球、被动球在竖直、水平方向的运动距离，可有效地实现对能量守恒定律、动量守恒定律进行验证。本实用新型的试验仪具有结构简洁合理、有益效果突出和便于应用推广的优点。
文档编号G09B23/10GK202632598SQ201220310389
公开日2012年12月26日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者孙方尽 申请人:孙方尽