專利名稱：角動(dòng)量守恒演示與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)用具，特別是涉及一種多角動(dòng)量守恒演示與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量器，屬于文教用品范疇，適宜教師在教學(xué)中使用。
背景技術(shù)：
目前，人們所用的各學(xué)科教學(xué)用具很多，但大多是功能單一，各有各的用途，對(duì)教師方便快捷地完成教學(xué)任務(wù)有一定幫助，但是對(duì)于大學(xué)的基礎(chǔ)物理課上的抽象物理理論，卻少有大學(xué)生們可以利用的教學(xué)用具，使之更具體化、更生動(dòng)化，以便于學(xué)生理解記憶。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，通過研究改進(jìn)，給出一種多角動(dòng)量守恒演示與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量器，該多角動(dòng)量守恒演示與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量器主要運(yùn)用角動(dòng)量守恒定理，在課堂上演示角動(dòng)量守恒現(xiàn)象，還可測(cè)量物體對(duì)于定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，既便于教師快捷地完成教學(xué)任務(wù)，也有利于將抽象物理理論具體化和生動(dòng)化，方便于學(xué)生理解記憶。
本實(shí)用新型給出的這種多角動(dòng)量守恒演示與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量器，包括有一個(gè)橫梁、立梁和平板構(gòu)成的框架，其特點(diǎn)是在框架中間設(shè)置有上下兩條鋼質(zhì)橫梁，在鋼質(zhì)橫梁上設(shè)有刻度傳感器和磁感線圈，在框架的頂部橫梁和底部平板的中點(diǎn)設(shè)有扭轉(zhuǎn)系數(shù)較小的細(xì)線，該細(xì)線從上到下依次串過上鋼質(zhì)橫梁、可變徑帶有均勻刻度待測(cè)有機(jī)玻璃圓盤、輕質(zhì)彈簧、帶有均勻刻度標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)玻璃圓盤和下鋼質(zhì)橫梁，在框架底部平板的下面還設(shè)有螺旋電位器和可調(diào)地腳螺絲。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有設(shè)計(jì)合理、便于大學(xué)生動(dòng)手制作和使用方便的特點(diǎn)，不僅可以在課堂上演示角動(dòng)量守恒現(xiàn)象，還可測(cè)量物體對(duì)于定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，既便于教師快捷地完成教學(xué)任務(wù)，也有利于將抽象物理理論具體化和生動(dòng)化，方便于學(xué)生理解記憶。


附圖為本實(shí)用新型給出的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1.木質(zhì)橫梁，2.扭轉(zhuǎn)系數(shù)較小的細(xì)線，3.上鋼質(zhì)橫梁，4.刻度傳感器，5.磁感線圈，6.木質(zhì)立梁，7.輕質(zhì)彈簧，8.木質(zhì)平板，9.螺旋電位器，10.可調(diào)地腳螺絲，11.可變徑帶有均勻刻度待測(cè)有機(jī)玻璃圓盤，12.帶有均勻刻度標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)玻璃圓盤，13.下鋼質(zhì)橫梁。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案及使用過程做進(jìn)一步說明如附圖所示，本實(shí)用新型給出的這種多角動(dòng)量守恒演示與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量器，包括有一個(gè)由木質(zhì)橫梁1、木質(zhì)立梁6和木質(zhì)平板8構(gòu)成的框架，其中在框架中間設(shè)置有上下兩條鋼質(zhì)橫梁3、13，在鋼質(zhì)橫梁3、13上設(shè)有刻度傳感器4和磁感線圈5，在框架的頂部橫梁1和底部平板8的中點(diǎn)設(shè)有扭轉(zhuǎn)系數(shù)較小的細(xì)線2，該細(xì)線2從上到下依次串過上鋼質(zhì)橫梁3、可變徑帶有均勻刻度待測(cè)有機(jī)玻璃圓盤11、輕質(zhì)彈簧7、帶有均勻刻度標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)玻璃圓盤12和下鋼質(zhì)橫梁13，在框架底部平板8的下面還設(shè)有螺旋電位器9和可調(diào)地腳螺絲10。
演示角動(dòng)量守恒時(shí)，先通過可調(diào)地腳螺絲10及木質(zhì)平板8上的水準(zhǔn)儀調(diào)平儀器后，把可變徑帶有均勻刻度待測(cè)有機(jī)玻璃圓盤11、帶有均勻刻度標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)玻璃圓盤12，由平衡位置相向轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，用螺旋電位器9調(diào)節(jié)電流大小，使磁感線圈5產(chǎn)生磁性粘住圓盤上觸片，然后斷電消磁同時(shí)放開，這時(shí)兩盤將同時(shí)向相反的方向旋轉(zhuǎn)，之后同時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，又同時(shí)逆向回轉(zhuǎn)，并且在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中同步變換轉(zhuǎn)動(dòng)速率，即保持角動(dòng)量之和為衡量(零)。
測(cè)定物體對(duì)于定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)已知帶有均勻刻度標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)玻璃圓盤12的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為Ja，設(shè)可變徑帶有均勻刻度待測(cè)有機(jī)玻璃圓盤11的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jb為盤A的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的K倍(Jb＝K×Ja)。那么在任意時(shí)刻t兩盤角動(dòng)量增量在數(shù)值上應(yīng)該是相等的。即Ja×ωa＝-K×Ja×ωb，則ωa＝-K×ωb，說明任意時(shí)刻的可變徑帶有均勻刻度待測(cè)有機(jī)玻璃圓盤11的角速度，都是帶有均勻刻度標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)玻璃圓盤12的1/K倍。所以在兩盤各自單方向轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，從速度為零到單方向轉(zhuǎn)動(dòng)中的任意時(shí)刻t，兩盤各自轉(zhuǎn)過的角位移分別為∫ωadt＝-∫ωbdt＝θa＝-K×θb。旋轉(zhuǎn)過的角度由刻度傳感器4傳入計(jì)算機(jī)通過機(jī)算程序直接讀出代測(cè)物體對(duì)于定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小。
權(quán)利要求1.一種 角動(dòng)量守恒演示與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量器，包括有一個(gè)由橫梁、立梁和平板構(gòu)成的框架，其特征在于在框架中間設(shè)置有上下兩條鋼質(zhì)橫梁，在鋼質(zhì)橫梁上設(shè)有刻度傳感器和磁感線圈，在框架的頂部橫梁和底部平板的中點(diǎn)設(shè)有扭轉(zhuǎn)系數(shù)較小的細(xì)線，該細(xì)線從上到下依次串過上鋼質(zhì)橫梁、可變徑帶有均勻刻度待測(cè)有機(jī)玻璃圓盤、輕質(zhì)彈簧、帶有均勻刻度標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)玻璃圓盤和下鋼質(zhì)橫梁，在框架底部平板的下面還設(shè)有螺旋電位器和可調(diào)地腳螺絲。
專利摘要角動(dòng)量守恒演示與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量器，屬于教學(xué)用具，有一個(gè)由橫梁、立梁和平板構(gòu)成的框架，在框架中間設(shè)有上下兩條鋼質(zhì)橫梁，在鋼質(zhì)橫梁上設(shè)有刻度傳感器和磁感線圈，在框架的頂部橫梁和底部平板的中點(diǎn)設(shè)有扭轉(zhuǎn)系數(shù)較小的細(xì)線，該細(xì)線從上到下依次串過上鋼質(zhì)橫梁、可變徑帶有均勻刻度待測(cè)有機(jī)玻璃圓盤、輕質(zhì)彈簧、帶有均勻刻度標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)玻璃圓盤和下鋼質(zhì)橫梁，在框架底部平板的下面還設(shè)有螺旋電位器和可調(diào)地腳螺絲，本實(shí)用新型具有便于學(xué)生動(dòng)手制作和使用方便的特點(diǎn)，不僅可演示角動(dòng)量守恒現(xiàn)象，還可測(cè)量物體對(duì)于定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，既便于教師完成教學(xué)任務(wù)，也有利于將抽象物理理論具體化和生動(dòng)化，便于學(xué)生理解記憶。
文檔編號(hào)G09B23/10GK2676326SQ20042003005
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月8日
發(fā)明者王峰 申請(qǐng)人:沈陽建筑工程學(xué)院