改進(jìn)的物理實驗用測速裝置

■秦 朗

物理實驗是對理論物理進(jìn)行實驗和檢測的一種方式,物體速度測試裝置也是很多物理實驗必備的道具?，F(xiàn)有的物理速度測試裝置,只能對物體的平均速度或瞬時速度進(jìn)行分開測算,且測速的變量不能進(jìn)行調(diào)整,無法進(jìn)行對比實驗,另外測速時裝置也不夠穩(wěn)定,降低了實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

一、組成及安裝

改進(jìn)后的測速裝置如圖1所示,裝置拆分結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖中:1.底座;2.吸盤;3.擋板;4.刻度;5.電動伸縮桿;6.安裝塊;7.轉(zhuǎn)軸;8.連接塊;9.支撐板;10.測量板;11.鉸鏈;12.活動槽;13.活動桿;14.卡釘;15.安裝板;16.激光測速裝置;17.秒表;18.卡孔。

圖1

圖2

在裝置拆分結(jié)構(gòu)中:(1)擋板3的右面與測量板10左端存在一定距離差,且測量板10與擋板3的水平中心線重疊。(2)連接塊8關(guān)于支撐板9水平中心線對稱分布,且連接塊8外側(cè)與安裝塊6外側(cè)存在一定距離差。(3)測量板10為內(nèi)部帶凹槽結(jié)構(gòu),且測量板10與安裝板15的垂直中心線重疊。(4)安裝板15左端固定連接有兩個激光測速裝置16,激光測速裝置16采用了ZLS-C50傳感器系統(tǒng)。(6)安裝板15右端連接有可拆卸秒表17。

二、工作原理

首先通過電動伸縮桿5控制安裝塊6、轉(zhuǎn)軸7、連接塊8和支撐板9一端升起,由支撐板9帶起測量板10進(jìn)行提升,因為測量板10通過鉸鏈11和底座1活動連接,所以測量板10與底座1之間會產(chǎn)生一個可變化的角度,根據(jù)擋板3上端的刻度4確定測量板10的位置,角度的變化,可以進(jìn)行多組數(shù)據(jù)的測量。測量板10一端提升至一定位置后,通過卡釘14在卡孔18中的位置移動活動桿13,使安裝板15的位置發(fā)生改變,從而使安裝板15不影響測量板10上端的物體正常測速。接著將吸盤2與桌面吸合,使整體保持平穩(wěn)狀態(tài),接著將物體放置在測量板10內(nèi)部的凹槽內(nèi)部,打開秒表17的同時松開物體,當(dāng)物體落在測量板10底端時,再按下秒表17,根據(jù)測量板10和秒表17顯示的數(shù)據(jù)即可計算平均速度,同時物體運(yùn)動過程中,安裝板15上的激光測速裝置16可以測出物體的瞬時速度,若要進(jìn)行對比試驗,則調(diào)整電動伸縮桿5的位置和活動桿13的位置,繼續(xù)測量即可。

三、改進(jìn)點

1.裝置穩(wěn)定性提高。

吸盤2在底座1下端等間距分布有四組,且吸盤2下端與安裝板15下端存在一定距離差,吸盤2可以使底座1與桌面完全吸合,使底座1穩(wěn)定地固定在桌面上,從而使物體測速時不會產(chǎn)生晃動。

2.可以進(jìn)行多組數(shù)據(jù)測量。

測量板10在電動伸縮桿5的作用下可以進(jìn)行多角度調(diào)整,形成多組測量條件,可以得到多組實驗對比數(shù)據(jù)。

3.實驗誤差減小。

激光測速裝置16采用了ZLS-C50傳感器系統(tǒng),是通過觀察穿過光柵的移動物體來實現(xiàn)測速的,測速精度高,兩個傳感器同時工作,能夠得到同一物理條件下的精確瞬時速度。同時,測量板10為內(nèi)部帶凹槽結(jié)構(gòu),可以防止物體在運(yùn)動時發(fā)生偏移。