本實用新型涉及力學(xué)實驗儀器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

動量守恒定律作為現(xiàn)代物理學(xué)中三大基本守恒定律之一，在物理學(xué)中應(yīng)用廣泛；所以動量守恒定律的驗證實驗也成為了一項重要的物理學(xué)實驗之一，然而傳統(tǒng)的關(guān)于動量守恒的驗證實驗操作復(fù)雜，需要用到各種實驗儀器，通過多次實驗對實驗數(shù)據(jù)進行計算匯總，才能得出實驗結(jié)論，耗費時間長，而且實驗中需要對物體的瞬時速度進行測量，容易產(chǎn)生實驗誤差，同時驗證效果不直觀。由此可知傳統(tǒng)的動量守恒的驗證實驗存在諸多缺陷，需要進行改良。為此我們公開了一種動量守恒定律實驗驗證裝置能夠有效解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題，是針對上述存在的技術(shù)不足，提供一種動量守恒定律實驗驗證裝置，其能夠?qū)恿渴睾愣蛇M行實驗驗證，驗證效果直觀，不需要用到過多的實驗儀器，所以能夠極大的減小實驗誤差，而且不用記錄實驗數(shù)據(jù)，節(jié)省實驗時間，同時操作簡單方便。

本實用新型采用的技術(shù)方案是：提供一種動量守恒定律實驗驗證裝置，包括底座；底座上固定連接有水平設(shè)置的環(huán)形導(dǎo)軌；環(huán)形導(dǎo)軌開口向上；環(huán)形導(dǎo)軌內(nèi)配合固定連接有徑向截面為三角形的環(huán)形托架；環(huán)形導(dǎo)軌內(nèi)滑動配合連接有滑行裝置；

所述的滑行裝置包括若干個與環(huán)形導(dǎo)軌滑動配合連接的滑塊；滑塊底部開有三角形槽；所述的三角形槽與環(huán)形托架對應(yīng)配合；每兩個相鄰的滑塊之間粘接連接；每兩個滑塊連接處均開有楔形槽；滑行裝置兩端均固定配合連接有粘性墊；

底座上面中部固定連接有豎直方向的支撐桿；支撐桿上端固定連接有水平方向的連接板；連接板的一端開有豎直方向的通孔；通孔下方，連接板下端固定連接有豎直方向的壓簧；壓簧下端固定連接有楔形塊；所述的楔形塊與楔形槽對應(yīng)配合；通孔上端設(shè)置有拉環(huán)；拉環(huán)上固定連接有拉線；所述的拉線穿過通孔與楔形塊固定相連；所述的環(huán)形導(dǎo)軌上與楔形塊相對應(yīng)的位置刻有參照線。

進一步優(yōu)化本技術(shù)方案，動量守恒定律實驗驗證裝置的所述的環(huán)形托架與環(huán)形導(dǎo)軌連通；環(huán)形托架表面均勻分布有通氣孔；底座上固定安裝有氣泵；氣泵的出氣口連通有氣管；氣管與環(huán)形導(dǎo)軌連通。

進一步優(yōu)化本技術(shù)方案，動量守恒定律實驗驗證裝置的滑塊上開有若干插槽。

本實用新型與傳統(tǒng)動量守恒定律實驗裝置相比，其有益效果在于：

1、滑行裝置上的滑塊能夠在環(huán)形導(dǎo)軌內(nèi)滑動；環(huán)形托架對滑行裝置上的滑塊起到支撐的作用；滑塊之間粘接連接在滑行裝置保持不動時能夠保證滑行裝置的完整性；底座上固定連接支撐桿，支撐桿上端固定有連接板，支撐桿起到對連接板的支撐固定作用，連接板對壓簧進行了固定連接，拉起拉環(huán)，能夠使拉線將楔形塊拉起，楔形塊將壓簧壓縮，松開拉環(huán)通過壓簧的彈力作用，楔形塊能夠落下，當落到滑塊之間的楔形槽上時，能夠?qū)⒒瑝K分離；楔形塊落下時對粘接在一起的滑塊產(chǎn)生大小相同方向相反的水平分力，滑行裝置分離成兩部分并在環(huán)形導(dǎo)軌內(nèi)反向滑動；兩部分的滑行裝置最終匯合并能夠通過兩端的粘性墊粘接在一起，而且此時速度正好為零，對動量守恒定律進行了驗證。

2、環(huán)形托架與環(huán)形導(dǎo)軌連通，環(huán)形托架表面均勻分布通氣孔，通過氣泵對環(huán)形導(dǎo)軌送入空氣，空氣會從通氣孔噴出在環(huán)形托架表面形成一層氣墊，使滑行裝置受到的摩擦力幾乎為零，減小實驗誤差。

3、滑塊上開有若干插槽，能夠在插槽內(nèi)插入砝碼，改變滑塊的質(zhì)量，方便了進行多次實驗驗證。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的楔形塊處結(jié)構(gòu)分解示意圖；

圖3為本實用新型的滑行裝置處結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型的環(huán)形托架處結(jié)構(gòu)分解示意圖；

圖5為本實用新型的電路圖；

圖中，1、底座；2、環(huán)形導(dǎo)軌；3、環(huán)形托架；4、滑塊；5、三角形槽；6、楔形槽；7、粘性墊；8、支撐桿；9、連接板；10、通孔；11、壓簧；12、楔形塊；13、拉環(huán)；14、拉線；15、參照線；16、通氣孔；17、氣泵；18、氣管；19、插槽。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

如圖1-5所示，動量守恒定律實驗驗證裝置，包括底座1；底座1上固定連接有水平設(shè)置的環(huán)形導(dǎo)軌2；環(huán)形導(dǎo)軌2開口向上；環(huán)形導(dǎo)軌2內(nèi)配合固定連接有徑向截面為三角形的環(huán)形托架3；環(huán)形導(dǎo)軌2內(nèi)滑動配合連接有滑行裝置；所述的滑行裝置包括若干個與環(huán)形導(dǎo)軌2滑動配合連接的滑塊4；滑塊4底部開有三角形槽5；所述的三角形槽5與環(huán)形托架3對應(yīng)配合；每兩個相鄰的滑塊4之間粘接連接；每兩個滑塊4連接處均開有楔形槽6；滑行裝置兩端均固定配合連接有粘性墊7；底座1上面中部固定連接有豎直方向的支撐桿8；支撐桿8上端固定連接有水平方向的連接板9；連接板9的一端開有豎直方向的通孔10；通孔10下方，連接板9下端固定連接有豎直方向的壓簧11；壓簧11下端固定連接有楔形塊12；所述的楔形塊12與楔形槽6對應(yīng)配合；通孔10上端設(shè)置有拉環(huán)13；拉環(huán)13上固定連接有拉線14；所述的拉線14穿過通孔10與楔形塊12固定相連；所述的環(huán)形導(dǎo)軌2上與楔形塊12相對應(yīng)的位置刻有參照線15；所述的環(huán)形托架3與環(huán)形導(dǎo)軌2連通；環(huán)形托架3表面均勻分布有通氣孔16；底座1上固定安裝有氣泵17；氣泵17的出氣口連通有氣管18；氣管18與環(huán)形導(dǎo)軌2連通；滑塊4上開有若干插槽19。

本實用新型利用了動量守恒定律中一個系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零時，這個系統(tǒng)的總動量保持不變的原理，實現(xiàn)對動量守恒定律的實驗驗證。

首先將滑行裝置放置到環(huán)形導(dǎo)軌2上參照線15處，使某兩個滑塊4之間的楔形槽6與參照線15對準，此時與參照線15對應(yīng)的楔形塊12即可對準楔形槽6，之后提拉拉環(huán)13，拉線14通過連接板9上的通孔10提起楔形塊12，壓簧11被壓縮，拉環(huán)13提起一定高度后，松開拉環(huán)13，壓簧11回彈，產(chǎn)生彈力作用將楔形塊12豎直向下彈出，楔形塊12下端進入楔形槽6內(nèi)，對楔形槽6兩端的滑塊4產(chǎn)生大小相等方向相反的水平方向的推力，推力將粘接在一起的滑塊4分開，此時滑行裝置被分為兩部分，且受到力的作用在環(huán)形導(dǎo)軌2內(nèi)反向滑動，最終兩部分匯合，而且由于滑行裝置兩端的粘性墊7的作用，匯合后的兩部分滑行裝置，會重新粘接在一起。

由動量守恒定律可知當系統(tǒng)受到的合外力為零時，系統(tǒng)的總動量保持不變，本實用新型中由于楔形塊12對分離的兩部分滑行裝置產(chǎn)生的推力的合力為零，滿足動量守恒定律的先決條件，所以滑行裝置的總動量保持不變，由于滑行裝置開始狀態(tài)是靜止的，總動量為零，所以當分離后的滑行裝置最終匯合時，總動量也為零，體現(xiàn)在本實用新型中的表現(xiàn)結(jié)果就是當匯合后的兩部分滑行裝置重新粘接在一起時，滑行裝置的速度正好為零，也就是當分離后的兩部分裝置在環(huán)形導(dǎo)軌2內(nèi)滑動相遇且粘接在一起時，正好靜止。

為了使楔形塊12對兩側(cè)的滑塊4產(chǎn)生的水平合力為零，應(yīng)避免產(chǎn)生水平方向的其他作用力，所以本實用新型中將環(huán)形托架3與環(huán)形導(dǎo)軌2連通，環(huán)形托架3表面均勻分布通氣孔16，通過氣泵17對環(huán)形導(dǎo)軌2送入空氣，空氣會從通氣孔16噴出在環(huán)形托架3表面形成一層氣墊，使滑行裝置受到的摩擦力幾乎為零，消除了摩擦力的影響；另一方面，本實用新型采用拉線14連接楔形塊12而非拉桿連接，避免了拉桿對楔形塊12產(chǎn)生撥動作用，而對楔形塊12某一側(cè)的滑塊4產(chǎn)生多余的水平推力，從而導(dǎo)致合外力不為零的現(xiàn)象發(fā)生。

本實用新型中，通過改變楔形塊12插入不同的楔形槽6能夠改變滑塊4最終匯合粘接的位置，以便于觀察，而且已知動量等于質(zhì)量乘以速度，所以本實用新型也能夠通過在滑塊4上的插槽19內(nèi)插入砝碼，從而改變相應(yīng)滑塊4的質(zhì)量，以便于進行多組實驗驗證，使實驗結(jié)果更有說服力。