自由落体运动测定装置制造方法
【专利摘要】自由落体运动测定装置，其特点是，自由落体运动测定装置有一个底座，底座上安装立柱，立柱上安装电磁铁支架，电磁铁支架上安装电磁铁，底座上安装超声波发射器和超声波接收器，底座上安装一个控制器，控制器内安装控制电路板，控制器的面板上安装显示器，控制器的面板上安装键盘，电磁铁、超声波发射器和超声波接收器通过导线和控制器连接。本实用新型的有益效果是，本实用新型用于物理实验教学，根据声学多普勒效应，利用超声波对自由落体运动规律进行测定，其特点是，计算简单、测量精度较高，且结构简单、造价低廉、操作容易。
【专利说明】自由落体运动测定装置
所属【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种物理实验装置，尤其是可以测定自由落体运动的自由落体运动测定装置。
【背景技术】
[0002]自由落体测定是基础物理教学的实验项目之一，常用的测定仪器是自由落体测定仪，其原理是在不同高度安装光电门，测量钢球下落到该高度的时刻，通过计算得到钢球下落时的加速度。这种实验方法需要反复测量多次，取平均值进行计算，尽管如此，但测得的重力加速度值一般误差较大。其原因一是光电门高度的精确测量有困难，当钢球通过光电门时，不一定正好是钢球的直径下沿，很可能偏离一些，带来一定的误差。二是由于电磁铁断电的瞬间，电磁铁有剩磁，钢球滞后下落，这就造成了时间测量上的误差。
【发明内容】
[0003]为解决上述的问题，本实用新型提供一种自由落体运动测定装置。这种自由落体运动测定装置根据声学多普勒效应，利用超声波测量物体不同时刻的速度，测量精度可以满足物理实验要求。
[0004]本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是:发明一种自由落体运动测定装置，其特点是，自由落体运动测定装置有一个底座，底座上安装立柱，立柱上安装电磁铁支架，电磁铁支架上安装电磁铁，底座上安装超声波发射器和超声波接收器，底座上安装一个控制器，控制器内安装控制电路板，控制器的面板上安装显示器，控制器的面板上安装键盘，电磁铁、超声波发射器和超声波接收器通过导线和控制器连接。
[0005]本实用新型的有益效果是，本实用新型用于物理实验教学，根据声学多普勒效应，利用超声波对自由落体运动规律进行测定，其特点是，计算简单、测量精度较高，且结构简单、造价低廉、操作容易。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0007]附图是本实施例的结构图。
[0008]图中I超声波发射器，2毡垫，3超声波接收器，4底座，5立柱，6控制器，7键盘，8显示器，9钢球，10电磁铁，11电磁铁支架，12滑套，13紧固螺栓。
【具体实施方式】
[0009]如附图所示，底座4上安装立柱5，立柱5上安装滑套12，滑套12上连接电磁铁支架11，滑套12通过紧固螺栓13定位在立柱5上，电磁铁支架11上安装电磁铁10，底座4上安装超声波发射器1、毡垫2和超声波接收器3，底座4上安装控制器6，控制器6的面板上设有键盘7和显示器8。超声波发射器1、超声波接收器3和电磁铁10通过导线和控制器6连接。
[0010]本实用新型的工作过程为，首先操作控制器6上的键盘7使电磁铁10得电并产生磁力，将钢球9吸在电磁铁10的磁极上，超声波发射器1、毡垫2和超声波接收器3位于钢球9的正下方，操作控制器6上的键盘7使超声波发射器I和超声波接收器3开始作，操作键盘7使电磁铁10断电失去磁力，钢球9下落，根据声学多普勒效应，当向移动物体发射频率为F的连续超声波时，被移动物体反射的超声波频率为f，f与F服从多普勒关系。如果超声发射方向和移动物体的夹角已知，就可以通过多普勒关系的表达式得出物体移动速度V。超声波发射器I向钢球9发射固定频率的超声波，钢球9的反射声波由超声波接收器3接收，控制器6根据接收到的声波频率可以计算出钢球9的下落速度，通过键盘7设定钢球9下落过程中的两个测量时刻，显示器8显示出两个时刻的钢球9下落速度及两个测量时刻的时间差，通过两个测量时刻的时间差和两个时刻的钢球9下落速度便可计算出钢球9下落时的加速度。
【权利要求】
1.自由落体运动测定装置，其特征在于:自由落体运动测定装置有一个底座，所述的底座上安装立柱，所述的立柱上安装电磁铁支架，所述的电磁铁支架上安装电磁铁，所述的底座上安装超声波发射器和超声波接收器，所述的底座上安装一个控制器，所述的控制器内安装控制电路板，所述的控制器的面板上安装显示器，所述的控制器的面板上安装键盘，所述的电磁铁、所述的超声波发射器和所述的超声波接收器通过导线和所述的控制器连接。
【文档编号】G09B23/18GK203631027SQ201320648793
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2013年10月12日
【发明者】李春芝 申请人:内蒙古民族大学