一种转动惯量演示仪制造技术

本申请实施例中公开了一种转动惯量演示仪，转动惯量演示仪包括：演示仪基座以及圆柱形演示器，演示仪基座包括滚动轨道、弹簧挡板、计时器、计时器开始按钮、计时器停止按钮以及制动挡板等，滚动轨道在木质基座上相对水平面倾斜布置，弹簧挡板安装在滚动轨道顶部，制动挡板安装在滚动轨道底部，计时器停止按钮安装在制动挡板与滚动轨道对应的一面，计时器开始按钮以及计时器停止按钮均与计时器连接，圆柱形演示器包括演示器主体、第一内嵌体以及第二内嵌体，演示器主体的一侧面设有主芯以及副芯，本方案中的转动惯量演示仪具有自动计时功能，并且可以通过交换主芯以及副芯内嵌体的位置，实现多种场景的实验，提高了转动惯量演示仪的使用范围。仪的使用范围。仪的使用范围。

A demonstrator of moment of inertia

【技术实现步骤摘要】
一种转动惯量演示仪


[0001]本申请涉及物理实验教学仪器
，具体涉及一种转动惯量演示仪。

技术介绍

[0002]转动惯量，是刚体绕轴转动时惯性的量度，也可理解为一个物体对于旋转运动的惯性，其量值取决于物体的形状、质量分布及转轴的位置。
[0003]目前，公知的刚体转动惯量演示装置一般由若干质量相同、直径相同、但质量分布不同的滚筒状刚体和一圆弧轨道组成。
[0004]在实际操作中，将不同滚筒从圆弧轨道上端同一高度同时释放，由于质量分布不同，造成滚筒的转动惯量不同，在相同的重力矩作用下，转动惯量小的滚筒滚动速度较快，转动惯量大的滚筒滚动速度较慢。通过滚动速度的变化,来演示质量分布对转动惯量的影响。像这样的演示装置，只是简单的比较两个刚体之间在斜面中的滚动快慢，整体实验过程虽具备直观性，但观察结果存在主观偏差，实验结果精确度不足。
[0005]此外，这种已有的刚体转动惯量演示装置只能演示质量分布对转动惯量的影响，因此使用范围局限。

技术实现思路

[0006]本申请实施例中提供一种转动惯量演示仪，能够提高实验结果的精度以及使用范围。
[0007]本申请提供一种转动惯量演示仪，包括演示仪基座以及圆柱形演示器，其中：
[0008]所述演示仪基座包括木质基座、滚动轨道、第一轨道挡板、第二轨道挡板、弹簧挡板、计时器、计时器开始按钮、计时器停止按钮以及制动挡板，所述滚动轨道在所述木质基座上相对水平面倾斜布置，所述第一轨道挡板以及所述第二轨道挡板分别安装在所述滚动轨道两侧，所述弹簧挡板安装在所述滚动轨道顶部，所述计时器以及所述计时器开始按钮安装在所述木质基座侧面，所述制动挡板安装在所述滚动轨道底部，所述计时器停止按钮安装在所述制动挡板与所述滚动轨道对应的一面，所述计时器开始按钮以及所述计时器停止按钮分别与所述计时器连接，所述计时器开始按钮还与所述弹簧挡板连接；
[0009]所述圆柱形演示器包括演示器主体、第一内嵌体以及第二内嵌体，所述演示器主体的一侧面镂空设有形状相同的主芯以及副芯，所述主芯设置在所述演示器主体侧面的中心位置，所述副芯设置在所述演示器主体侧面的非中心位置，所述第一内嵌体的材质与所述演示器主体的材质相同，所述第一内嵌体形状与所述第二内嵌体的形状相同，但所述第一内嵌体的材质以及质量与所述第二内嵌体材质以及质量均不同，所述主芯以及所述副芯均可固定放置所述第一内嵌体以及所述第二内嵌体；
[0010]当需要进行质量因素对转动惯量的影响的实验时，所述主芯放置所述第二内嵌体，所述副芯放置所述第一内嵌体，当需要进行质量分布对转动惯量的影响的实验时，所述主芯放置所述第一内嵌体，所述副芯放置所述第二内嵌体；
[0011]实验开始前，所述圆柱形演示器通过所述弹簧挡板在所述滚动轨道上保持静止，实验开始时，按下所述计时器开始按钮时，所述弹簧挡板弹开，同时所述圆柱形演示器开始沿所述滚动轨道滚落，所述计时器开始计时，当所述圆柱形演示器滚落至所述计时器停止按钮处时，所述圆柱形演示器的冲击力按下所述计时器停止按钮，所述计时器结束计时，并显示滚动时间。
[0012]在一些实施例中，所述演示器主体以及所述第一内嵌体为木质材料，所述第二内嵌体为钢质材料。
[0013]在一些实施例中，所述第一轨道挡板以及所述第二轨道挡板均为亚克力材质。
[0014]在一些实施例中，所述弹簧挡板设置在距离所述滚动轨道顶部10cm处。
[0015]在一些实施例中，所述滚动轨道为木质材料。
[0016]在一些实施例中，所述弹簧挡板为金属材质。
[0017]在一些实施例中，所述制动挡板为木质材料。
[0018]在一些实施例中，所述制动挡板包括挡板以及弹簧底座，所述弹簧底座安装在所述滚动轨道下方，且所述弹簧底座与所述计时器及所述计时器开始按钮安装在同一侧，所述计时器开始按钮与所述弹簧底座连接，当所述计时器开始按钮被按下时，通过所述弹簧底座弹开所述挡板。
[0019]在一些实施例中，所述滚动轨道与水平面的夹角不小于20
°
且不大于35
°
。
[0020]在一些实施例中，所述滚动轨道的长度为1m。
[0021]本方案提供的转动惯量演示仪，当需要进行质量因素对转动惯量的影响的实验时，所述主芯放置所述第二内嵌体，所述副芯放置所述第一内嵌体，当需要进行质量分布对转动惯量的影响的实验时，所述主芯放置所述第一内嵌体，所述副芯放置所述第二内嵌体；实验开始前，所述圆柱形演示器通过所述弹簧挡板在所述滚动轨道上保持静止，实验开始时，按下所述计时器开始按钮时，所述弹簧挡板弹开，同时所述圆柱形演示器开始沿所述滚动轨道滚落，所述计时器开始计时，当所述圆柱形演示器滚落至所述计时器停止按钮处时，所述圆柱形演示器的冲击力按下所述计时器停止按钮，所述计时器结束计时，并显示滚动时间。可见，本实施例中的转动惯量演示仪可以自动计时，排除主观计时的误差，提高实验结果的精确度，并且本实施例中的转动惯量演示仪通过变换内嵌体的位置，不仅可以进行质量因素对转动惯量的影响的实验，还可以进行质量分布对转动惯量的影响的实验，从而提高了转动惯量演示仪的使用范围，解决了现有的转动惯量演示仪只能局限于演示单因素影响转动惯量的问题。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本申请实施例提供的转动惯量演示仪一个实施例结构示意图；
[0024]图2是本申请实施例提供的圆柱形演示器的一个截面结构示意图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0026]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0027]在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转动惯量演示仪，其特征在于，所述转动惯量演示仪包括：演示仪基座以及圆柱形演示器，其中：所述演示仪基座包括木质基座、滚动轨道、第一轨道挡板、第二轨道挡板、弹簧挡板、计时器、计时器开始按钮、计时器停止按钮以及制动挡板，所述滚动轨道在所述木质基座上相对水平面倾斜布置，所述第一轨道挡板以及所述第二轨道挡板分别安装在所述滚动轨道两侧，所述弹簧挡板安装在所述滚动轨道顶部，所述计时器以及所述计时器开始按钮安装在所述木质基座侧面，所述制动挡板安装在所述滚动轨道底部，所述计时器停止按钮安装在所述制动挡板与所述滚动轨道对应的一面，所述计时器开始按钮以及所述计时器停止按钮分别与所述计时器连接，所述计时器开始按钮还与所述弹簧挡板连接；所述圆柱形演示器包括演示器主体、第一内嵌体以及第二内嵌体，所述演示器主体的一侧面镂空设有形状相同的主芯以及副芯，所述主芯设置在所述演示器主体侧面的中心位置，所述副芯设置在所述演示器主体侧面的非中心位置，所述第一内嵌体的材质与所述演示器主体的材质相同，所述第一内嵌体形状与所述第二内嵌体的形状相同，但所述第一内嵌体的材质以及质量与所述第二内嵌体材质以及质量均不同，所述主芯以及所述副芯均可固定放置所述第一内嵌体以及所述第二内嵌体；当需要进行质量因素对转动惯量的影响的实验时，所述主芯放置所述第二内嵌体，所述副芯放置所述第一内嵌体，当需要进行质量分布对转动惯量的影响的实验时，所述主芯放置所述第一内嵌体，所述副芯放置所述第二内嵌体；实验开始前，所述圆柱形演示器通过所述弹簧挡板在所述滚动轨道上保持静止，实验开始时，按下所述计...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱雨濛，黄梓豪，江紫亚，朱小龙，詹志明，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：发明
国别省市：