專利名稱：封閉式可控單擺實驗儀的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種單擺物理實驗儀器，尤其涉及一種封閉式可控單擺實驗儀。
背景技術(shù)：
機械能守恒定律是物理學中的一個重要定律，前人用各種方法驗證了這一定律。 但由于這一理論抽象，對于中學生來說不是很好理解，所以在這一定律的講解上存在一定 的困難，迫切需要一種能從實驗上很好演示這一定律的儀器。另外，單擺是大學物理中的一個基礎實驗，有很多人從理論和實驗上對單擺實驗 進行了研究，利用單擺可以較精確的測定當?shù)氐闹亓铀俣?。但是，受單擺實驗環(huán)境的制 約，在有空氣流動的情況下，實驗往往不能成功，結(jié)果也不是很理想?？諝庾枇螖[運動造成一定影響，目前在理論上已經(jīng)有相關(guān)敘述，但相關(guān)實 驗的操作至今還未出現(xiàn)，從某種程度上來說，缺乏實驗的驗證。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了研究空氣阻力對單擺運動周期的影響和演示機械能守 恒定律，讓學生更好的理解其原理和本質(zhì)，發(fā)明了一種封閉式可控單擺實驗儀。本實用新型主要通過以下技術(shù)手段解決。封閉式可控單擺實驗儀，由底盤、設置于底盤下的支腳、設置于底盤中間的桿和設 置于桿上的支撐桿組成，桿與支撐桿通過螺絲連接，支撐桿外部設置有有機玻璃罩，有機玻 璃罩上設置有軌道，軌道上設置有磁鐵，有機玻璃頂部設置有氣壓表，支撐桿上部連有擺 線，擺線下端為擺球，支撐桿中間設置有大齒輪和小齒輪和搖動手柄，桿與支撐桿的連接處 設置有激光發(fā)射器，激光發(fā)射器上方設置有光敏管，光敏管上方設置有角度板。作為優(yōu)選，整個有機玻璃裝置，主要由六大塊有機玻璃拼成，玻璃與玻璃之間用化 學劑腐蝕后凝固而成，整個裝置用自制鐵架臺吊起來，并用齒輪來運作有機玻璃罩，保證了 裝置的安全，而且使實驗更加直觀，方便實驗者的操作。作為優(yōu)選，擺繩和內(nèi)空螺帽組合在一起，解決了在真空罩內(nèi)改變單擺擺長的問題， 方便實用。作為優(yōu)選，設置磁鐵和滑動軌道，保證小球的準確釋放。作為優(yōu)選，通過激光裝置改進原有的光電門，即解決了用原有光電門光強不夠的 問題，又用上了激光聚光性好的特點，使測量數(shù)據(jù)更為精確。作為優(yōu)選，通過粘在有機玻璃罩上的大齒輪的運作，解決了在研究單擺實驗中改 變擺角的問題。作為優(yōu)選，通過抽氣閥門和真空泵的結(jié)合，改變單擺環(huán)境中的壓強。綜上所述，本實用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，功能齊全。一、驗證機械能守恒定律，固定單擺擺長和擺角， 隨著有機玻璃罩內(nèi)部壓強的下降，小球擺動的次數(shù)越來越多，衰減越來越緩慢，動能與勢能之間的轉(zhuǎn)化中能量損失就越小，如果有機玻璃罩內(nèi)壓強達到極限真空時，小球?qū)⒂肋h保持 擺動狀態(tài)，這就驗證了機械能守恒定律。二、研究空氣阻力對單擺周期的影響，通過真空泵 改變單擺周圍環(huán)境的壓強然后測量不同壓強下單擺周期，通過同一角度單擺在不同壓強下 所測周期對比，可知，單擺實驗時，空氣這一阻力對單擺周期的影響很小。三、野外測重力加 速度，單擺置于密閉容器中，可不受外界氣流的影響，很好的解決了野外測重力加速度時因 為外部環(huán)境的變化對測量的影響，整套儀器可方便搬動，測量精度高，有向野外考察隊伍推 廣的潛力。

圖1是本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標號為1、氣壓表，2、有機玻璃罩，3、大齒輪，4、軌道，5、磁鐵，6、螺絲，7、桿， 8、底盤，9、支腳，10、支撐桿，11、小齒輪，12、擺線，13、搖動手柄，14、角度板，15、擺球，16、光
敏管，17、激光發(fā)射器。
具體實施方式
下面通過實施例，結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明實施例1 如圖1所示，一種封閉式可控單擺實驗儀，由底盤8、設置于底盤下的支腳9、設置 于底盤中間的桿7和設置于桿上的支撐桿10組成，桿與支撐桿通過螺絲6連接，支撐桿外 部設置有機玻璃罩2，有機玻璃罩上設置有軌道4，軌道上設置有磁鐵5，有機玻璃頂部設置 有氣壓表1，支撐桿頂端通過內(nèi)空螺帽連有擺線12，擺線下端為擺球15，支撐桿中間設置有 大齒輪3和小齒輪11和搖動手柄13，桿與支撐桿的連接處設置有激光發(fā)射器17，激光發(fā)射 器上方設置有光敏管16，光敏管上方設置有角度板14。本實用新型適用于學生做實驗用，也適用于演示實驗。通過粘在有機玻璃罩上的 齒輪之間的運作，來改變擺球的擺角通。過擺繩和內(nèi)空螺帽，來調(diào)節(jié)擺長的長度。通過抽氣 閥門和真空泵，來改變有機玻璃罩內(nèi)的壓強。
權(quán)利要求一種封閉式可控單擺實驗儀，其特征在于，該實驗儀由底盤(8)、設置于底盤下的支腳(9)、設置于底盤中間的桿(7)和設置于桿上的支撐桿(10)組成，支撐桿與底座通過桿(7)連接，桿與支撐桿通過螺絲(6)連接，支撐桿外部設置有機玻璃罩(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式可控單擺實驗儀，其特征在于，所述的有機玻璃罩為 下部大上部小的圓柱形，并由六塊有機玻璃組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的封閉式可控單擺實驗儀，其特征在于，所述的有機玻璃罩 上設置有軌道(4)，軌道(4)上設置有磁鐵(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的封閉式可控單擺實驗儀，其特征在于，所述的有機玻璃罩 頂部還設置氣壓表(1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式可控單擺實驗儀，其特征在于，所述的支撐桿頂端連 有擺線(12)，擺線下端為擺球(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式可控單擺實驗儀，其特征在于，所述的桿與支撐桿的 連接處設置有激光發(fā)射器(17)，激光發(fā)射器上方設置有光敏管(16)，光敏管上方設置有角 度板(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式可控單擺實驗儀，其特征在于，所述的支撐桿的中間 設置有大齒輪(3)和小齒輪(11)和搖動手柄(13)。
專利摘要本實用新型涉及一種單擺物理實驗儀器，尤其涉及一種封閉式可控單擺實驗儀。本實用新型主要是針對現(xiàn)有單擺實驗儀功能單一，演示效果不明顯等缺點，發(fā)明了一種能驗證機械能守恒定律和研究空氣阻力對單擺周期影響的封閉式可控單擺實驗儀。本實用新型的主要方案為由底盤、設置于底盤下的支腳、底盤中間的桿和桿上的支撐桿組成，桿與支撐桿通過螺絲連接，支撐桿外部設置有有機玻璃罩，玻璃罩上設置有軌道，軌道上設置有磁鐵，玻璃罩頂部設置有氣壓表，支撐桿頂端連有擺線，擺線下端為擺球，支撐桿中間設置有大齒輪和小齒輪和搖動手柄，桿與支撐桿的連接處設置有激光發(fā)射器，激光發(fā)射器上方設置有光敏管，光敏管上方設置有角度板。
文檔編號G09B23/10GK201638426SQ20102015759
公開日2010年11月17日 申請日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者周秋艷, 童國平, 許佳其 申請人:浙江師范大學