一种用于测量重力加速度的教具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及教学用具领域，具体涉及一种用于测量重力加速度的教具。
【背景技术】
[0002] 重力加速度的测量是大学和中学物理实验课程的重要内容，现有常用的重力加速 度测量方法主要包括单摆法、落球法及倾斜气垫导轨法等，上述测量装置分别存在一定的 局限性，测量误差大，对操作要求性高。因此有必要开出一种新型的用于测量重力加速度的 教具。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的就是提供一种用于测量重力加速度的教具，其可对重力加速度 进行精确的测量。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
[0005] 一种用于测量重力加速度的教具，其特征在于：包括固定机架和旋转安装座，旋转 安装座上设置盛放有液体的透明的圆柱形容器，圆柱形容器的轴线与旋转安装座的转芯重 合，旋转安装座与驱动机构相连接，固定机架上设置有对旋转安装座转动的角速度进行测 量的角速度测量组件、以及对抛物面上任一液滴距抛物面最低点处的X向、Y向间距分别进 行测量的间距测量组件，所述抛物面为圆柱形容器旋转后的液体液面，X向间距为沿水平方 向的间距，Y向间距为沿铅垂方向的间距。
[0006] 具体的方案为：间距测量组件包括进行X向间距测量的第一激光笔，第一激光笔 固定在水平设置的第一游标卡尺的末端，第二激光笔固定在竖直设置的第二游标卡尺的末 端，第一、二激光笔位于同一铅垂面内且两者发射的激光相垂直；角速度测量组件包括旋转 安装座下侧设置的光电门，光电门与计时器相连接。
[0007] 盛有液体的透明圆柱形容器匀速转动时，液体的表面将成为抛物面，抛物面的参 数与重力加速度和旋转角速度有关，利用此性质可以测定重力加速度。上述技术方案中，将 测得的X向、Y向间距和旋转安装座转动的角速度代入公式进行计算即可得到重力加速度， 测量的精度高，而且学生操作的趣味性强。
【附图说明】
[0008] 图1为本实用新型的结构示意图；
[0009] 图2为抛物面上液滴受力分析图。
【具体实施方式】
[0010] 为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进 行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本实用新型的一种或几种具体的实施方式， 并不对本实用新型具体请求的保护范围进行严格限定。
[0011] 本实用新型采取的技术方案具体如图1所示，一种用于测量重力加速度的教具， 包括固定机架12和旋转安装座11，旋转安装座11上设置盛放有液体的圆柱形容器20,圆 柱形容器20的轴线与旋转安装座11的转芯重合，旋转安装座11与驱动机构相连接，固定 机架12上设置有对旋转安装座11转动的角速度进行测量的角速度测量组件、以及对抛物 面上任一液滴距抛物面最低点处的X向、Y向间距分别进行测量的间距测量组件，所述抛物 面为圆柱形容器20旋转后的液体液面，X向间距为沿水平方向的间距，Y向间距为沿铅垂方 向的间距。
[0012] 具体的方案为：间距测量组件包括进行X向间距测量的第一激光笔131，第一激光 笔131固定在水平设置的第一游标卡尺141的末端，第二激光笔132固定在竖直设置的第 二游标卡尺142的末端，第一、二激光笔位于同一铅垂面内且两者发射的激光相垂直；角速 度测量组件包括旋转安装座11下侧设置的光电门15,光电门15与计时器16相连接。
[0013] 本实用新型测定重力加速度的原理为：
[0014] 当圆柱形容器20中的水旋转时，任选一小块液体，在直角坐标系中其受力如图2 所示：
[0015] πιω2r为沿径向向外的惯性离心力，mg为重力，N为这一小块液体周围液体对它的 作用力的合力，由受力分析可知：
【主权项】
1. 一种用于测量重力加速度的教具，其特征在于：包括固定机架和旋转安装座，旋转 安装座上设置盛放有液体的透明的圆柱形容器，圆柱形容器的轴线与旋转安装座的转芯重 合，旋转安装座与驱动机构相连接，固定机架上设置有对旋转安装座转动的角速度进行测 量的角速度测量组件、以及对抛物面上任一液滴距抛物面最低点处的X向、Y向间距分别进 行测量的间距测量组件，所述抛物面为圆柱形容器旋转后的液体液面，X向间距为沿水平方 向的间距，Y向间距为沿铅垂方向的间距。
2. 根据权利要求1所述用于测量重力加速度的教具，其特征在于：间距测量组件包括 进行X向间距测量的第一激光笔，第一激光笔固定在水平设置的第一游标卡尺的末端，第 二激光笔固定在竖直设置的第二游标卡尺的末端，第一、二激光笔位于同一铅垂面内且两 者发射的激光相垂直。
3. 根据权利要求1或2所述用于测量重力加速度的教具，其特征在于：角速度测量组 件包括旋转安装座下侧设置的光电门，光电门与计时器相连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于测量重力加速度的教具，包括固定机架和旋转安装座，旋转安装座上设置盛放有液体的透明的圆柱形容器，圆柱形容器的轴线与旋转安装座的转芯重合，旋转安装座与驱动机构相连接，固定机架上设置有对旋转安装座转动的角速度进行测量的角速度测量组件、以及对抛物面上任一液滴距抛物面最低点处的X向、Y向间距分别进行测量的间距测量组件，所述抛物面为圆柱形容器旋转后的液体液面，X向间距为沿水平方向的间距，Y向间距为沿铅垂方向的间距。上述技术方案中，将测得的X向、Y向间距和旋转安装座转动的角速度代入公式进行计算即可得到重力加速度，测量的精度高，而且学生操作的趣味性强。
【IPC分类】G09B23-12
【公开号】CN204557880
【申请号】CN201520127800
【发明人】姜兴东
【申请人】兰州大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年3月5日