一種雙圓錐體上滾實驗平臺的制作方法
【專利摘要】一種雙圓錐體上滾實驗平臺，包括左右各兩個間隔不同，且以間隔距離的中心對稱放置的支架，支架由底部的橫桿連接后穩(wěn)固，支架的左右相近一側(cè)的支架之間各連接一滑軌，且滑軌在間隔距離小的支架一側(cè)的高度要低于間隔距離大的支架一側(cè)；一個兩頭尖的雙圓錐體在滑軌上滾動，并且平臺前后兩側(cè)設(shè)置的限位框約束雙圓錐體的尖頭部，從而限定滾動距離，限位框有標(biāo)記板，標(biāo)記板有水平參考線；雙圓錐體的尖頭部有標(biāo)記筆，標(biāo)記筆在雙圓錐體滾動時可在標(biāo)記板上留下軌跡線。該軌跡線能和水平參考線對比，表現(xiàn)出重心下降的過程，解釋實驗原理。
【專利說明】—種雙圓錐體上滾實驗平臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物理實驗領(lǐng)域，尤其涉及一種雙圓錐體上滾實驗平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]錐體上滾實驗演示了一個看似違反規(guī)律的現(xiàn)象:僅在重力場的作用下(忽略空氣阻力)，雙圓錐體可以沿傾斜導(dǎo)軌向上滾動。原理是在滿足一定的幾何條件下，雙圓錐體的質(zhì)心坐標(biāo)在滾動方向上總是超前于雙圓錐面與導(dǎo)軌的切點坐標(biāo)，導(dǎo)致雙圓錐體的重力產(chǎn)生力矩并且該力矩起到了動力矩的作用，從而使得雙圓錐體在導(dǎo)軌上發(fā)生滾動.從能量轉(zhuǎn)換的角度解釋這一過程，是由于重力矩做正功導(dǎo)致雙圓錐體的重力勢能轉(zhuǎn)換為雙圓錐體的轉(zhuǎn)動動能
[0003]現(xiàn)有雙圓錐體上滾實驗平臺，包括左右各兩個間隔不同，且以間隔距離的中心對稱放置的支架，支架由底部的橫桿連接后穩(wěn)固，支架的左右相近一側(cè)的支架之間各連接一滑軌，且所述的滑軌在間隔距離小的支架一側(cè)的高度要低于間隔距離大的支架一側(cè)；一個兩頭尖的雙圓錐體在所述的滑軌上滾動，實驗中，由于滑軌的向上傾斜方向與雙圓錐體的滾動方向相同，產(chǎn)生雙圓錐體向上滾動的視覺表象，但由于缺少參考標(biāo)記，學(xué)生無法很好的觀測到雙圓錐體重心下降的過程，因此這個看似違反規(guī)律的現(xiàn)象不能被很好的解釋:重力矩做正功導(dǎo)致雙圓錐體的重力勢能轉(zhuǎn)換為雙圓錐體的轉(zhuǎn)動動能這樣的科學(xué)原理。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，設(shè)計一種雙圓錐體上滾實驗平臺。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是:一種雙圓錐體上滾實驗平臺，包括左右各兩個間隔不同，且以間隔距離的中心對稱放置的支架，支架由底部的橫桿連接后穩(wěn)固，支架的左右相近一側(cè)的支架之間各連接一滑軌，且滑軌在間隔距離小的支架一側(cè)的高度要低于間隔距離大的支架一側(cè)；一個兩頭尖的雙圓錐體在滑軌上滾動，并且平臺前后兩側(cè)設(shè)置的限位框約束雙圓錐體的尖頭部，從而限定滾動距離，限位框有標(biāo)記板，標(biāo)記板有水平參考線；雙圓錐體的尖頭部有標(biāo)記筆，標(biāo)記筆在雙圓錐體滾動時可在標(biāo)記板上留下軌跡線。
[0006]作為一種優(yōu)選，標(biāo)記板為磁粉板，所述的標(biāo)記筆是磁性筆；在雙圓錐體滾動時，磁性筆以非接觸方式在磁粉板上留下軌跡線，并與所述的參考線做比較。
[0007]作為一種優(yōu)選，標(biāo)記板為透明材質(zhì)，所述的參考線標(biāo)記在非標(biāo)記面。
[0008]作為一種優(yōu)選,參考線的一端點與所述的雙圓錐體在滾動的起始或終點位置時標(biāo)記筆在標(biāo)記板上的記錄點位置相一致。
[0009]綜上所述，本實用新型的有益效果是:
[0010]1、限位框和限位框的標(biāo)記板配合安裝在雙圓錐體的尖頭部有標(biāo)記筆，使得標(biāo)記筆在雙圓錐體滾動時可在標(biāo)記板上留下軌跡線，該軌跡線能和水平參考線對比，表現(xiàn)出重心下降的過程，解釋看似違反規(guī)律的實驗現(xiàn)象。
[0011]2、磁粉板和磁性筆的應(yīng)用，能減少雙圓錐體的滾動阻力，滾動更加流暢，并且磁粉板上的軌跡線方便擦除，便于重復(fù)多次實驗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的實驗過程示意圖；
[0013]圖2為本實用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實施方式】
[0014]如圖2所示:一種雙圓錐體上滾實驗平臺，左側(cè)是支架11和12，右側(cè)是支架13和14，左右兩側(cè)的支架間隔不同，且以間隔距離的中心對稱放置。支架由底部的橫桿2連接后穩(wěn)固，支架的左右相近一側(cè)的支架之間各連接一滑軌，即支架11和13，支架12和14之間各有一條滑軌，分別是41和42，平臺前后兩側(cè)設(shè)置的限位框3約束雙圓錐體I的尖頭部，從而限定滾動距離，限位框3有標(biāo)記板5，雙圓錐體的尖頭部有標(biāo)記筆6。
[0015]如圖1所示:滑軌在間隔距離小的支架一側(cè)的高度要低于間隔距離大的支架一側(cè)；一個兩頭尖的雙圓錐體I在滑軌上滾動，標(biāo)記板5有水平參考線AO ;標(biāo)記筆6在雙圓錐體滾動時，當(dāng)滾動到終點位置10時可在標(biāo)記板上留下軌跡線B0。為了便于觀察，參考線的一端點與雙圓錐體在滾動的起始或終點位置時標(biāo)記筆在標(biāo)記板上的記錄點位置相一致。此實施例中以終點的位置為共同端點。
[0016]從軌跡線BO與水平參考線AO的對比中，可以明顯觀察出雙圓錐體重心下降的過程，兩條線的對比能被很好的解釋:重力矩做正功導(dǎo)致雙圓錐體的重力勢能轉(zhuǎn)換為雙圓錐體的轉(zhuǎn)動動能這樣的科學(xué)原理。
[0017]實施例中標(biāo)記板為磁粉板，標(biāo)記筆是磁性筆；在雙圓錐體滾動時，磁性筆以非接觸方式在磁粉板上留下軌跡線，并與所述的參考線做比較。如果減小制作成本，其他可以書寫的筆均可以使用。此外標(biāo)記板也可以是為透明材質(zhì)，參考線標(biāo)記在非標(biāo)記面。這樣觀測更加方便，且避免了軌跡線的描繪和擦除影響到參考線。
[0018]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種雙圓錐體上滾實驗平臺，包括左右各兩個間隔不同，且以間隔距離的中心對稱放置的支架，所述支架由底部的橫桿連接后穩(wěn)固，所述支架的左右相近一側(cè)的支架之間各連接一滑軌，且所述的滑軌在間隔距離小的支架一側(cè)的高度要低于間隔距離大的支架一側(cè)；一個兩頭尖的雙圓錐體在所述的滑軌上滾動，其特征在于:平臺前后兩側(cè)設(shè)置有限位框，用于約束所述的雙圓錐體的尖頭部，從而限定滾動距離；所述的限位框有標(biāo)記板，所述的標(biāo)記板有水平參考線；所述的雙圓錐體的尖頭部有標(biāo)記筆，所述的標(biāo)記筆在雙圓錐體滾動時可在標(biāo)記板上留下軌跡線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙圓錐體上滾實驗平臺，其特征在于:所述的標(biāo)記板為磁粉板，所述的標(biāo)記筆是磁性筆；在雙圓錐體滾動時，磁性筆以非接觸方式在磁粉板上留下軌跡線，并與所述的參考線做比較。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙圓錐體上滾實驗平臺，其特征在于:所述的標(biāo)記板為透明材質(zhì)，所述的參考線標(biāo)記在非標(biāo)記面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的雙圓錐體上滾實驗平臺，其特征在于:所述的參考線的一端點與所述的雙圓錐體在滾動的起始或終點位置時標(biāo)記筆在標(biāo)記板上的記錄點位置相一致。
【文檔編號】G09B23/10GK203733380SQ201420009226
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】沈云云 申請人:沈云云