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专利号: 2015100035467
申请人: 孙美玲
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种测量重力加速的方法,其特征在于:所述方法应用于一种多功能动力学研究装置,所述装置包括:固定设置的、用于测量竖直向下拉力的力传感器,力传感器的探头固定连接固定板,固定板呈平板状,且固定板所在平面为水平面,固定板下表面固定连接电磁铁,电磁铁下端吸附有一个用于下落的圆球,圆球由软磁性材料制成,还包括竖直方向设置的连接架,连接架的上端和固定板固定连接,连接架的下端固定连接置物板,置物板呈平板状,置物板所在平面为水平面,圆球的质量为50克,

还包括用于固定力传感器的连杆,连杆固定连接于竖直支架,竖直支架底端和底座固定连接,还包括一根细线,细线一端系于固定板,细线另一端悬垂一个重锤,探头下方所有部件所构成的装置其质心位于:经过探头的竖直直线,圆球的质心位于:经过探头的竖直直线,

还包括一个位于置物板上表面的、用于承接圆球的圆筒,圆筒和置物板以可拆卸方式连接,圆筒上方设有供圆球进入圆筒的开口,圆筒内表面贴敷有一个圆管状的、厚度均匀的、用于使下落圆球减速的缓冲筒,缓冲筒由弹性材料制成,且缓冲筒的内径略小于圆球的直径,缓冲筒由海绵制成,

所述圆筒底部还设有一个便于捅出圆球的顶出孔,

所述的连接架由用来改变固定板和置物板间距的上连接架、下连接架以可伸缩方式连接而成,上连接架竖直设置,下连接架也竖直设置,上连接架上端固定连接固定板,下连接架下端固定连接置物板,上连接架设置有用来标示高度的上刻度,下连接架设置有用来标注高度的下刻度,且:圆球吸附于磁铁时,与圆球最下端水平线平齐的刻度作为刻度的原点,圆筒上端开头处还固定连接一个圆锥筒,圆锥筒上端设有圆形的、供圆球进入的上开口,圆锥筒下端设有圆形的下开口,下开口的边缘和圆筒上端的边缘固定连接,上开口的直径略大于圆球的直径,上开口还设有使下落圆球减速的冲击片,冲击片外圈为圆形,冲击片的外圈和上开口边缘固定连接,冲击片由厚度均匀的、薄片状、弹性材料制成,冲击片内圈设置有呈均匀放射状的孔,孔的中心位于:圆筒的轴线,上连接架的一个侧面设置有竖直方向的凹槽,凹槽内设有用于驱动齿轮的齿条;

下连接架设有一个壳体,壳体的一个面设有供齿轮外伸、以使齿轮和齿条啮合的的延伸孔,设有延伸孔的侧面和设有凹槽的侧面贴合,下连接架的壳体内设有一个用于确定齿轮转动轴线的转轴,该转轴所在轴线为水平方向,下连接架的壳体内还设置有第一张紧轮、第二张紧轮,第一张紧轮、第二张紧轮其转轴轴线均为水平方向,且该转轴轴线和齿轮的转轴轴线垂直,还设有:与第一张紧轮、第二张紧轮同步转动的传动带,

齿轮通过传动装置驱动第一张紧轮转动,

壳体设有读数开口以使传动带的一个面可视,在可视范围内:传动带所在平面为竖直平面,传动带运动方向为竖直方向;且:下连接架沿竖直方向的速度与传动带沿竖直方向的速度等大、反向,读数开口所在平面和延伸孔所在平面垂直,

下连接架设置有用来标注高度的下刻度,且该刻度标注于传动带,上连接架设置有用来标示高度的上刻度,且上刻度和下刻度在刻度重叠区域所标注的刻度数值相同,且:圆球吸附于磁铁时,与圆球最下端水平线平齐的刻度作为刻度的原点,所述方法包括:

第一步,给电磁铁通电,吸附圆球,并保持圆球静止,测量圆球自由落体的高度为h;力传感器开始采集其所受拉力的数据,此时传感器所受拉力为a;

第二步,电磁铁断电,圆球下落;传感器所受拉力由a变为b,此时刻记为t1;

第三步,圆球击中置物板,传感器所受拉力由b变为c,此时刻记为t2;

第四步,以h作为自由落体的高度,计算t2-t1=t,以t做为自由落体的时间,利用:计算重力加速度的数值。