專利名稱：轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測量裝置，屬于物理實(shí)驗(yàn)裝置領(lǐng)域，具體涉及一種測量轉(zhuǎn)動慣量的實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)動慣量是描述物體(剛體)轉(zhuǎn)動的重要參量，對于一些特殊形狀的物體(剛體) 可以用數(shù)學(xué)計(jì)算得到，但大部分的實(shí)際物體，由于其形狀各異很難進(jìn)行計(jì)算，只能用實(shí)驗(yàn)測得。目前，測量轉(zhuǎn)動慣量的儀器很多，如三線擺型、扭擺型、差速型、動力型、氣墊型、智能型、 塔輪型等，型號各異。其中結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用、直觀的是塔輪型轉(zhuǎn)動慣量儀，而且利用塔輪型轉(zhuǎn)動慣量儀還可以驗(yàn)證轉(zhuǎn)動定律、平行軸定理以及作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等。因此，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，塔輪型轉(zhuǎn)動慣量儀是比較適合的一種方法。在塔輪型轉(zhuǎn)動慣量儀中需要測定砝碼下降的高度和時間這兩個量，目前的轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)中一般用秒表測量砝碼下降時間和米尺測砝碼下降高度，由于學(xué)生反應(yīng)速度和測量習(xí)慣的不同，用秒表和米尺很難測準(zhǔn)確，會帶來比較大的誤差，因此必須改變測量這兩個量的方法。針對這個課題，目前有許多相關(guān)的設(shè)計(jì)，比如用計(jì)數(shù)器加數(shù)字毫秒計(jì)的方法、用霍爾元件加數(shù)字毫秒計(jì)的方法等，但這些都需要購進(jìn)新設(shè)備而增加實(shí)驗(yàn)成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，測量方便準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測量裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測量裝置，包括轉(zhuǎn)動慣量儀、滑輪、砝碼和尼龍線，尼龍線跨過滑輪一端與轉(zhuǎn)動慣量儀聯(lián)接，另一端與砝碼聯(lián)接，其特征在于尼龍線上設(shè)有擋光片，擋光片設(shè)置在擋光片軌道內(nèi)，擋光片軌道表面設(shè)有長度刻度，兩端裝有光電門，光電門通過光電門連線與數(shù)字毫秒計(jì)聯(lián)接。所述擋光片為倒T形，縱平面中部水平設(shè)有兩連線孔，通過兩連線孔與尼龍線固定。所述擋光片軌道中部橫向貫穿有與擋光片相配合的軌道槽，軌道槽內(nèi)表面光滑， 以減少擋光片在擋光片軌道中滑行時的摩擦力。所述擋光片軌道下方設(shè)有可上下調(diào)節(jié)的軌道支架。用以調(diào)節(jié)軌道的高度，使連接擋光片的尼龍線在應(yīng)用不同塔輪時保持水平。所述兩光電門可移動的安裝在擋光片軌道上。所述擋光片軌道采用塑料或不銹鋼制成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測量裝置所具有的有益效果是本實(shí)驗(yàn)裝置通過設(shè)置測量砝碼下落高度的裝置和數(shù)字毫秒計(jì)，可以更精確的測出砝碼下降高度和時間這兩個關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)的精度，同時實(shí)驗(yàn)的過程更加簡單。其中，數(shù)字毫秒計(jì)是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)“氣墊導(dǎo)軌上測滑塊的速度和加速度”的常規(guī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，直接利用不需要額外購置設(shè)備，降低實(shí)驗(yàn)器材的改造成本，便于制作。

圖I是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型擋光片軌道示意圖。圖3是本實(shí)用新型擋光片軌道左視圖。圖4是本實(shí)用新型擋光片主視圖。圖5是本實(shí)用新型擋光片左視圖。圖6是本實(shí)用新型擋光片與軌道配合示意圖。其中I、轉(zhuǎn)動慣量儀2、光電門3、擋光片4、擋光片軌道5、數(shù)字毫秒計(jì)6、滑輪
7、砝碼8、軌道支架9、光電門連線10、尼龍線。圖I 6是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測量裝置的最佳實(shí)施例，
以下結(jié)合附圖I 6對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明
具體實(shí)施方式
參照附圖I :該轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測量裝置由轉(zhuǎn)動慣量儀I、光電門2、擋光片3、擋光片軌道4、數(shù)字毫秒計(jì)5、滑輪6、砝碼7和尼龍線10組成，尼龍線10跨過滑輪6 —端與轉(zhuǎn)動慣量儀I聯(lián)接， 另一端與砝碼7聯(lián)接，尼龍線10上設(shè)有擋光片3，擋光片3設(shè)置在擋光片軌道4內(nèi)，擋光片軌道4兩端裝有光電門2，光電門2通過光電門連線9與數(shù)字毫秒計(jì)5聯(lián)接。兩光電門2可移動的安裝在擋光片軌道4上。擋光片軌道4下方設(shè)有可上下調(diào)節(jié)的軌道支架8，用以調(diào)節(jié)軌道的高度，使連接擋光片的尼龍線在應(yīng)用不同塔輪時保持水平。參照附圖2 3:擋光片軌道4表面設(shè)有長度刻度，擋光片軌道4中部橫向貫穿有與擋光片3相配合的軌道槽，軌道槽內(nèi)表面光滑。擋光片軌道4可以采用塑料或不銹鋼制作。參照附圖4 6:擋光片3為倒T形，縱平面中部水平設(shè)有兩連線孔，通過兩連線孔與尼龍線10固定。擋光片3安裝在擋光片軌道4的軌道槽內(nèi)，通過尼龍線10帶動在軌道槽內(nèi)滑動。工作原理與工作過程如下在轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)中，主要是測量砝碼7下落的高度和下落的時間，通過這兩個物理量就可以測量剛體的轉(zhuǎn)動慣量和驗(yàn)證轉(zhuǎn)動定律以及學(xué)習(xí)用作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。對于砝碼下落的高度，由于砝碼7與擋光片3通過尼龍線10相連，砝碼下落的高度即為擋光片走過的距離，因此兩光電門2之間的距離即為砝碼下落的高度，可以直接利用擋光片軌道4上的刻度直接讀出下落高度的數(shù)值。砝碼下落的時間，可以由數(shù)字毫秒計(jì)5讀出。實(shí)驗(yàn)時，把數(shù)字毫秒計(jì)上的控制選擇開關(guān)置于“光控”擋，打開開關(guān)。當(dāng)擋光片3經(jīng)過第一個光電門擋光時開始計(jì)時，經(jīng)第二個光電門擋光時停止計(jì)時，則數(shù)字毫秒計(jì)顯示的時間即為砝碼下落對應(yīng)高度時的時間。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非是對本實(shí)用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測量裝置，包括轉(zhuǎn)動慣量儀(I)、滑輪(6)、砝碼(7)和尼龍線(10)，尼龍線(10)跨過滑輪(6) —端與轉(zhuǎn)動慣量儀(I)聯(lián)接，另一端與砝碼(7)聯(lián)接，其特征在于 尼龍線(10)上設(shè)有擋光片(3)，擋光片(3)設(shè)置在擋光片軌道(4)內(nèi)，擋光片軌道(4)表面設(shè)有長度刻度，兩端裝有光電門(2)，光電門(2)通過光電門連線(9)與數(shù)字毫秒計(jì)(5)聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測量裝置，其特征在于所述擋光片(3)為倒T 形，縱平面中部水平設(shè)有兩連線孔，通過兩連線孔與尼龍線(10)固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測量裝置，其特征在于所述擋光片軌道(4) 中部橫向貫穿有與擋光片(3)相配合的軌道槽，軌道槽內(nèi)表面光滑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測量裝置，其特征在于所述擋光片軌道 (4)下方設(shè)有可上下調(diào)節(jié)的軌道支架(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測量裝置，其特征在于所述兩光電門(2)可移動的安裝在擋光片軌道(4)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測量裝置，其特征在于所述擋光片軌道(4)采用塑料或不銹鋼制成。
專利摘要轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)測量裝置，屬于物理實(shí)驗(yàn)裝置領(lǐng)域，包括轉(zhuǎn)動慣量儀(1)、滑輪(6)、砝碼(7)和尼龍線(10)，尼龍線(10)跨過滑輪(6)一端與轉(zhuǎn)動慣量儀(1)聯(lián)接，另一端與砝碼(7)聯(lián)接，其特征在于尼龍線(10)上設(shè)有擋光片(3)，擋光片(3)設(shè)置在擋光片軌道(4)內(nèi)，擋光片軌道(4)表面設(shè)有長度刻度，兩端裝有光電門(2)，光電門(2)通過光電門連線(9)與數(shù)字毫秒計(jì)(5)聯(lián)接。通過設(shè)置測量砝碼下落高度的裝置和數(shù)字毫秒計(jì)，可以更精確的測出砝碼下降高度和時間這兩個關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)的精度，同時實(shí)驗(yàn)的過程更加簡單，實(shí)驗(yàn)設(shè)備改造成本低。
文檔編號G09B23/10GK202352190SQ20112051389
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者范興凱, 陳公凱 申請人:陳公凱