刚体转动惯量综合演示仪制造技术

本实用新型专利技术涉及物理实验教学仪器技术领域，尤其涉及一种刚体转动惯量综合演示仪。本申请提供的刚体转动惯量综合演示仪，包括L型基座、第一计时器及第二计时器，L型基座包括水平基座及竖直基座，水平基座设有相对水平面倾斜布置的滚动轨道、第一光电门和第二光电门，水平基座用于演示半径相同的薄圆筒、圆柱体、薄球壳、球体在滚动轨道中的滚动快慢；竖直基座上设有绕设有绳索的转轴、第三光电门和第四光电门，绳索上设有挡光片且绳索的自由端连接有重块，转轴用于固定杆状刚体，以演示对不同的杆状细杆的转动快慢。由此，本申请提供的综合演示仪，能演示圆柱体、薄圆筒、球体、薄球壳、细杆等五种典型刚体的转动惯量，结构简单且功能性强。

【技术实现步骤摘要】
刚体转动惯量综合演示仪
本技术涉及物理实验教学仪器
，尤其涉及一种刚体转动惯量综合演示仪，具体涉及一种结构简单、操作方便且能同时进行球、柱体和细杆转动惯量演示的刚体转动惯量综合演示仪。
技术介绍
转动惯量是刚体绕轴转动时的惯性的量度，可理解为一个物体对于旋转运动的惯性。转动惯量只决定于刚体的形状、质量分布和转轴的位置。目前已有的刚体转动惯量演示仪刚体形状单一，如演示外形相同(同半径同长度)而不同材质的圆柱体、刚体中镶嵌其它材质的圆柱体等，只是简单的比较两个刚体之间在斜面中的滚动快慢，功能单一，因此使用范围局限于圆柱体结构的转动惯量的测试。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本技术的目的是：提供一种结构简单、操作方便且能同时进行球、柱体和细杆转动惯量演示的刚体转动惯量综合演示仪，以解决现有的刚体转动惯量演示仪只能局限于演示圆柱体结构的转动惯量的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本技术提供了一种刚体转动惯量综合演示仪，包括L型基座、第一计时器及第二计时器，所述L型基座包括水平基座及竖直基座，所述水平基座设有相对水平面倾斜布置的滚动轨道，所述竖直基座位于所述滚动轨道的高端；所述滚动轨道的高、低端的侧边分别设有第一光电门和第二光电门，所述第一光电门和第二光电门均与所述第一计时器连接；所述竖直基座设有与其可转动连接的挡刚体板，所述挡刚体板用于保持圆柱或球形刚体处于静止状态；所述挡刚体板设有第一挡光门杆，所述第一挡光门杆能够在转动过程中经过所述第一光电门，使所述第一计时器启动计时；所述水平基座对应于所述第二光电门设有第二挡光门杆，所述第二挡光门杆能够在转动过程中经过所述第二光电门，使所述第一计时器停止计时；所述竖直基座的上、下端分别设有第三光电门和第四光电门，所述第三光电门和第四光电门均与所述第二计时器连接；所述竖直基座的顶部设有转轴，所述转轴用于固定杆状刚体；所述转轴上绕设有绳索，所述绳索上设有挡光片且所述绳索的自由端连接有重块，所述转轴在重块的作用下转动，所述挡光片能够在下降过程中依次经过所述第三光电门和第四光电门，使所述第二计时器启动计时和停止计时。其中，所述水平基座对应于所述滚动轨道的低端设有制动突起，所述制动突起用于制动滚落的所述圆柱或球形刚体。其中，所述挡刚体板为截面呈类П的框架结构，所述挡刚体板与所述竖直基座及所述滚动轨道的高端的上表面共同限定出用于放置所述圆柱或球形刚体的空间。其中，所述第一挡光门杆的截面形状为倒L型，所述第一挡光门杆的长边与所述挡刚体板固定连接，所述第一挡光门杆的短边搭接在所述第一光电门内；所述第一挡光门杆的短边在所述挡刚体板的带动下经过所述第一光电门，使所述第一计时器启动计时。其中，所述第二挡光门杆包括主体和从所述主体的两端延伸出的安装段，所述第二挡光门杆的两端分别通过所述安装段与所述水平基座的两侧可转动连接；所述第二光电门上贴附有用于支撑所述第二挡光门杆的支撑座。其中，所述第二挡光门杆的主体的截面形状为类倒U型。其中，所述第一挡光门杆及第二挡光门杆均采用粗铁丝制成。其中，所述挡光片采用金属材质制成。(三)有益效果本技术的上述技术方案具有如下优点：本技术提供了一种刚体转动惯量综合演示仪，包括L型基座、第一计时器及第二计时器，第一计时器及第二计时器分别对圆柱、球状刚体和杆状刚体的滚动时间进行计时；L型基座包括水平基座及竖直基座，水平基座设有相对水平面倾斜布置的滚动轨道，其中，相对水平面倾斜的斜度可根据实际实施条件进行合理的设置；竖直基座位于滚动轨道的高端，结构简单，加工工艺简便，利于节约生产成本；滚动轨道的高、低端的侧边分别设有第一光电门和第二光电门，第一光电门和第二光电门均与第一计时器连接；竖直基座设有与其可转动连接的挡刚体板，挡刚体板用于保持圆柱或球形刚体处于静止状态；挡刚体板设有第一挡光门杆，第一挡光门杆能够在转动过程中经过第一光电门，使第一计时器启动计时；水平基座对应于第二光电门设有第二挡光门杆，第二挡光门杆能够在转动过程中经过第二光电门，使第一计时器停止计时；当向上抬起挡刚体板的瞬间，第一挡光门杆挡住第一光电门，同时，圆柱或球形刚体开始沿滚动轨道滚落，第一计时器开始计时；当圆柱或球形刚体滚落至第二挡光门杆处，第二挡光门杆转动挡住第二光电门，第二光电门计时结束并显示滚动时间。竖直基座的上、下端分别设有第三光电门和第四光电门，第三光电门和第四光电门均与第二计时器连接；竖直基座的顶部设有转轴，转轴用于固定杆状刚体；转轴上绕设有绳索，绳索上设有挡光片且绳索的自由端连接有重块，转轴在重块的作用下转动，挡光片能够在下降过程中依次经过第三光电门和第四光电门，使第二计时器启动计时和停止计时；释放重块，挡光片经过第三光电门，第二计时器开始计时，在挡光片经过第四光电门时，第二计时器计时结束并显示转动时间。采用本申请提供的刚体转动惯量综合演示仪，不仅能演示半径相同的薄圆筒、圆柱体、薄球壳、球体在斜面中的滚动快慢，还能演示对不同杆状刚体的转动快慢，操作简便、省时省力且其演示现象直观、生动，适于在各高校物理教学中广泛应用。附图说明图1是本技术一种刚体转动惯量综合演示仪实施例的综合演示仪的结构示意图。图中：1：水平基座；2：竖直基座；3：滚动轨道；4：挡刚体板；5：第一挡光门杆；6：第一光电门；7：第二光电门；8：第二挡光门杆；9：转轴；10：绳索；11：重块；12：第三光电门；13：第四光电门；14：第一计时器；15：第二计时器；16：制动突起；17：圆柱或球形刚体；18：杆状刚体。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，本技术实施例提供了一种刚体转动惯量综合演示仪，具体包括L型基座、第一计时器14及第二计时器15，L型基座包括水平基座1及竖直基座2，水平基座1设有相对水平面倾斜布置的滚动轨道3，其中，滚动轨道3相对水平面倾斜的倾斜角度可根据实际实施条件进行合理的选择；竖直基座2位于滚动轨道3的高端；在本实施例中，竖直基座2设于水平基座1的端部以构成L型基座，且竖直基座2位于滚动轨道3的高端所在的端部，优选地，竖直基座2可通过螺纹或铆钉或粘接或焊接的方式与水平基座1固定连接，具体地，可根据实际实施条件进行合理的选择。滚动轨道3的高、低端的侧边分别设有第一光电门6和第二光电门7，其中，第一光电门6和第二光电门7既可以设于滚动轨道3的同侧，也可以设于滚动轨道3的异侧，具体可根据实际实施条件进行相应的选择；第一光电门6和第二光电门7均与第一计时器14连接；竖直基座2设有与其可转动连接的挡刚体板4，挡刚体板4用于保持圆柱或球形刚体17处于静止状态，其中，可转动连接可通过多种方式实现，如竖直基座2上固定有轴承座，挡刚体板4可通过套接于轴承座上的轴套实现与竖直基座2可转动连接；或可转动连接设有带卡口式凸起的安装孔，挡刚体板4上设有与安装孔中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种刚体转动惯量综合演示仪，其特征在于：包括L型基座、第一计时器及第二计时器，所述L型基座包括水平基座及竖直基座，所述水平基座设有相对水平面倾斜布置的滚动轨道，所述竖直基座位于所述滚动轨道的高端；所述滚动轨道的高、低端的侧边分别设有第一光电门和第二光电门，所述第一光电门和第二光电门均与所述第一计时器连接；所述竖直基座设有与其可转动连接的挡刚体板，所述挡刚体板用于保持圆柱或球形刚体处于静止状态；所述挡刚体板设有第一挡光门杆，所述第一挡光门杆能够在转动过程中经过所述第一光电门，使所述第一计时器启动计时；所述水平基座对应于所述第二光电门设有第二挡光门杆，所述第二挡光门杆能够在转动过程中经过所述第二光电门，使所述第一计时器停止计时；所述竖直基座的上、下端分别设有第三光电门和第四光电门，所述第三光电门和第四光电门均与所述第二计时器连接；所述竖直基座的顶部设有转轴，所述转轴用于固定杆状刚体；所述转轴上绕设有绳索，所述绳索上设有挡光片且所述绳索的自由端连接有重块，所述转轴在重块的作用下转动，所述挡光片能够在下降过程中依次经过所述第三光电门和第四光电门，使所述第二计时器启动计时和停止计时。

【技术特征摘要】
1.一种刚体转动惯量综合演示仪，其特征在于：包括L型基座、第一计时器及第二计时器，所述L型基座包括水平基座及竖直基座，所述水平基座设有相对水平面倾斜布置的滚动轨道，所述竖直基座位于所述滚动轨道的高端；所述滚动轨道的高、低端的侧边分别设有第一光电门和第二光电门，所述第一光电门和第二光电门均与所述第一计时器连接；所述竖直基座设有与其可转动连接的挡刚体板，所述挡刚体板用于保持圆柱或球形刚体处于静止状态；所述挡刚体板设有第一挡光门杆，所述第一挡光门杆能够在转动过程中经过所述第一光电门，使所述第一计时器启动计时；所述水平基座对应于所述第二光电门设有第二挡光门杆，所述第二挡光门杆能够在转动过程中经过所述第二光电门，使所述第一计时器停止计时；所述竖直基座的上、下端分别设有第三光电门和第四光电门，所述第三光电门和第四光电门均与所述第二计时器连接；所述竖直基座的顶部设有转轴，所述转轴用于固定杆状刚体；所述转轴上绕设有绳索，所述绳索上设有挡光片且所述绳索的自由端连接有重块，所述转轴在重块的作用下转动，所述挡光片能够在下降过程中依次经过所述第三光电门和第四光电门，使所述第二计时器启动计时和停止计时。2.根据权利要求1所述的刚体转动惯量综合演示仪，其特征在于：所述水平基座对应于所述滚动轨道的低端设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：林春丹，周广刚，张万松，李强，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：新型
国别省市：北京,11