一種新型角動(dòng)量定理演示儀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公布一種新型角動(dòng)量定理演示儀，屬于物理實(shí)驗(yàn)儀器【技術(shù)領(lǐng)域】。包括支架Ⅰ、固定在支架Ⅰ上的定滑輪Ⅰ、支架Ⅱ和固定在支架Ⅱ上的定滑輪Ⅱ，所述的定滑輪Ⅰ和定滑輪Ⅱ完全相同；在所述定滑輪Ⅰ上固定有隨定滑輪Ⅰ轉(zhuǎn)動(dòng)的桿Ⅰ，在定滑輪Ⅱ上固定有隨定滑輪Ⅱ轉(zhuǎn)動(dòng)的桿Ⅱ，所述的桿Ⅰ與桿Ⅱ質(zhì)量相等、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不等；還包括一根柔軟且彈性小的細(xì)線和掛有重物的動(dòng)滑輪；所述細(xì)線的兩端分別固定并繞在定滑輪Ⅰ和定滑輪Ⅱ上，動(dòng)滑輪放在細(xì)線上。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能夠保證桿Ⅰ、Ⅱ在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中所受力矩完全相同，進(jìn)而精確演示角動(dòng)量定理，演示結(jié)果直觀。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種新型角動(dòng)量定理演示儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及物理實(shí)驗(yàn)儀器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種新型角動(dòng)量定理演示儀。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的角動(dòng)量定理演示儀為兩個(gè)獨(dú)立的裝置，分別在定滑輪下懸掛兩個(gè)相同的重物，來(lái)演示轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大小不同的兩個(gè)長(zhǎng)直細(xì)桿在重物下落過(guò)程中，所受力矩相等時(shí)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，則角加速度越小的現(xiàn)象。這套裝置忽略了重物下落過(guò)程中，重物加速度不同導(dǎo)致繩子的張力并不完全相等，進(jìn)而導(dǎo)致兩個(gè)長(zhǎng)直細(xì)桿所受力矩也不完全相同的問(wèn)題，這將干擾觀察者對(duì)角動(dòng)量定理的理解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型提供一種新型角動(dòng)量定理演示儀，能夠保證兩個(gè)長(zhǎng)直細(xì)桿在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中所受力矩完全相同，可以精確演示角動(dòng)量定理。
[0004]本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種新型角動(dòng)量定理演示儀，包括支架1、固定在支架I上的定滑輪1、支架II和固定在支架II上的定滑輪II，所述的定滑輪I和定滑輪II完全相同；在所述定滑輪I上固定有隨定滑輪I轉(zhuǎn)動(dòng)的桿I，在定滑輪II上固定有隨定滑輪II轉(zhuǎn)動(dòng)的桿II，所述的桿I與桿II質(zhì)量相等、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不等；
[0005]還包括一根柔軟且彈性小的細(xì)線和掛有重物的動(dòng)滑輪；所述細(xì)線的兩端分別固定并繞在定滑輪I和定滑輪II上，動(dòng)滑輪放在細(xì)線上。
[0006]其進(jìn)一步是:所述的支架I和支架II完全相同，對(duì)稱(chēng)布置。
[0007]所述的定滑輪I和定滑輪II位于同一高度，其旋轉(zhuǎn)平面位于同一平面。
[0008]所述的桿I包括固定在定滑輪I上的長(zhǎng)直細(xì)桿I，在長(zhǎng)直細(xì)桿I上靠近其兩端的位置上對(duì)稱(chēng)固有物塊1、物塊II ;所述的桿II包括固定在定滑輪II上的與長(zhǎng)直細(xì)桿I相同的長(zhǎng)直細(xì)桿II，在長(zhǎng)直細(xì)桿II上靠近其中間的位置上對(duì)稱(chēng)固有物塊II1、物塊IV ;所述的物塊
1、n、II1、IV完全相同。
[0009]所述的動(dòng)滑輪的凹槽較深，動(dòng)滑輪軸上設(shè)有掛鉤，掛鉤上懸掛有砝碼。
[0010]輕托砝碼，盡量將動(dòng)滑輪放在細(xì)線中間位置，然后松開(kāi)，定滑輪可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)可以觀察到兩根長(zhǎng)直細(xì)桿1、II分別在兩個(gè)定滑輪1、II的帶動(dòng)下開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。因?yàn)閮筛L(zhǎng)直細(xì)桿1、II轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不同，而作用在兩個(gè)定滑輪1、II上的力矩大小相同，可觀察到在所受力矩相等時(shí)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角加速度越小，從而演示驗(yàn)證了角動(dòng)量定理。
[0011]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能夠保證桿1、II在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中所受力矩完全相同，進(jìn)而精確演示角動(dòng)量定理，演示結(jié)果直觀。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1、長(zhǎng)直細(xì)桿I ;2、定滑輪I ;3、支架I ;4、物塊I ;5、物塊II ;6、長(zhǎng)直細(xì)桿II ;7、定滑輪II ;8、支架II ;9、物塊III ; 10、物塊IV ;11、細(xì)線；12、動(dòng)滑輪；13、砝碼。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下是本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]如圖1所示的一種新型角動(dòng)量定理演示儀，完全相同的支架I 3和支架II 8對(duì)稱(chēng)固定在水平面；在支架I 3和支架II 8的相同位置各固定有完全相同的定滑輪I 2和滑輪II 7，定滑輪I 2和定滑輪II 7的旋轉(zhuǎn)平面位于同一平面；長(zhǎng)直細(xì)桿I I中間固定在定滑輪I 2上，在長(zhǎng)直細(xì)桿I I上靠近其兩端的位置上對(duì)稱(chēng)固有物塊I 4、物塊II 5，長(zhǎng)直細(xì)桿II 6中間固定在定滑輪II 7上，在長(zhǎng)直細(xì)桿II 6上靠近其中間的位置上對(duì)稱(chēng)固有物塊III 9、物塊IV 10，長(zhǎng)直細(xì)桿I I與長(zhǎng)直細(xì)桿II 6完全相同，物塊1、I1、II1、IV4、5、9、10完全相同；一根柔軟且彈性小的細(xì)線11的兩端分別固定并繞在定滑輪I 2和定滑輪II 7上，動(dòng)滑輪12放在細(xì)線11上，動(dòng)滑輪12的凹槽較深，動(dòng)滑輪12軸上設(shè)有掛鉤，掛鉤上懸掛有砝碼13。
[0016]測(cè)量原理與方法如下:
[0017]輕托砝碼13，然后松開(kāi)，可以觀察到長(zhǎng)直細(xì)桿I I和長(zhǎng)直細(xì)桿116在定滑輪I 2和定滑輪II 7的帶動(dòng)下開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。因?yàn)閯?dòng)滑輪12可以在細(xì)線11上自由移動(dòng)所以細(xì)線11作用在定滑輪I 2和定滑輪II 7上的拉力大小是一樣的，又因?yàn)槎ɑ咺 2和定滑輪II 7的半徑相同，根據(jù)作用在定滑輪I 2和定滑輪II 7上的力矩I大小相同。因?yàn)樵陂L(zhǎng)直細(xì)桿I I靠近兩端的位置固定有物塊4 I和物塊II 5，而在長(zhǎng)直細(xì)桿II 6靠近定滑輪II 7的位置固定有物塊III 9和物塊IV 10，所以長(zhǎng)直細(xì)桿I I的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大于長(zhǎng)直細(xì)桿II 6的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，根據(jù)#=/1/為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，σ為角加速度，長(zhǎng)直細(xì)桿I I的旋轉(zhuǎn)角加速度小于長(zhǎng)直細(xì)桿II 6的旋轉(zhuǎn)角加速度,這樣就演示驗(yàn)證了角動(dòng)量定理:力矩相等時(shí)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，則角加速度越小。
【權(quán)利要求】
1.一種新型角動(dòng)量定理演示儀，其特征在于:包括支架I (3)、固定在支架I (3)上的定滑輪I (2)、支架II (8)和固定在支架II (8)上的定滑輪II (7)，所述的定滑輪I (2)和定滑輪II (7)完全相同；在所述定滑輪I (2)上固定有隨定滑輪I (2)轉(zhuǎn)動(dòng)的桿I，在定滑輪II (7)上固定有隨定滑輪II (7)轉(zhuǎn)動(dòng)的桿II，所述的桿I與桿II質(zhì)量相等、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不等； 還包括一根柔軟且彈性小的細(xì)線(11)和掛有重物的動(dòng)滑輪(12);所述細(xì)線(11)的兩端分別固定并繞在定滑輪I (2)和定滑輪II (7)上，動(dòng)滑輪(12)放在細(xì)線(11)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型角動(dòng)量定理演示儀，其特征在于:所述的支架I(3)和支架II (8)完全相同,對(duì)稱(chēng)布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型角動(dòng)量定理演示儀，其特征在于:所述的定滑輪I(2)和定滑輪II (7)位于同一高度，其旋轉(zhuǎn)平面位于同一平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型角動(dòng)量定理演示儀，其特征在于:所述的桿I包括固定在定滑輪I (2)上的長(zhǎng)直細(xì)桿I (1)，在長(zhǎng)直細(xì)桿I (I)上靠近其兩端的位置上對(duì)稱(chēng)固有物塊I (4)、物塊II (5);所述的桿II包括固定在定滑輪II (7)上的與長(zhǎng)直細(xì)桿I (I)相同的長(zhǎng)直細(xì)桿II (6)，在長(zhǎng)直細(xì)桿II (6)上靠近其中間的位置上對(duì)稱(chēng)固有物塊111(9)、物塊IV(10);所述的物塊1、I1、II1、IV(4、5、9、10)完全相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型角動(dòng)量定理演示儀，其特征在于:所述的動(dòng)滑輪(12)的凹槽較深，動(dòng)滑輪(12)軸上設(shè)有掛鉤，掛鉤上懸掛有砝碼(13)。
【文檔編號(hào)】G09B23/10GK203825894SQ201420205956
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】潘紅亮, 楊士亮, 展建超, 張欣卉, 李小晨, 田戎 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍空軍勤務(wù)學(xué)院