多功能转动惯量仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多功能转动惯量仪，包括顶盘、滑轮、绕线轮和中心轴，其特征在于：它还包括中盘、底盘和附件部分；所述的中盘和底盘通过支撑柱固定连接；所述的中盘在其中心处通过轴承座固定有轴承；所述的底盘上设有轴承，并且通过轴承座固定在底盘的中心处；所述的中心轴置于轴承内，并于所述的顶盘相固定；所述的附件部分包括圆环、打孔薄板、双铃和插柱。该多功能转动惯量仪具有性能稳定、不易出故障、操作方便、省时省力、功能齐全、试验结果合理、结构简单、成本低廉的优点，适于在各高校物理实验室中广泛应用。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及验证刚体转动相关定律的物理实验仪器，尤其涉及多功能转动惯量仪。
技术介绍
随着科技的发展，力学的刚体转动已作为经典课程写入大学工科、理科的基础物理教程，为了让学生能够更深入的了解刚体转动相关定律，都要作相应的实验。目前大学的物理实验室用的最多是刚体转动惯量实验仪和三线摆。前者仅能被用作验证刚体绕定轴转动的转动定律，后者仅能被用作测量刚体绕定轴转动的转动惯量，应用时存在功能单一、调节不便、性能不稳定，尤其是多次使用后器件由于结构的关系，如用来固定横杆上金属圆柱的螺钉长时间松紧动作会脱扣，转轴上的顶尖也会因磨损和松紧不同而产生不同大小的摩擦力等等原因引起精度会越来越低，这些因素对于试验的结果会有较大的影响，这样就不能很好的起到辅助教学的作用。
技术实现思路
本技术的目的针对现有技术的不足设计一种便于操作、功能性强、更为稳定的多功能转动惯量仪，本技术采用的技术方案是这样实现的一种多功能转动惯量仪，包括顶盘、滑轮、绕线轮和中心轴，其特征在于它还包括中盘、底盘和附件部分；所述的中盘和底盘通过支撑柱固定连接；所述的中盘在其中心处通过轴承座固定有轴承；所述的底盘上设有轴承，并且通过轴承座固定在底盘的中心处；所述的中心轴置于轴承内，并于所述的顶盘相固定。所述的顶盘上设由孔洞、中心螺孔和参考圆周线。所述的附件部分包括圆环、打孔薄板、双铃和插柱。所述的底盘上有调平螺钉。所述的滑轮可通过滑轮支撑杆固定于底盘上。与已往的验证刚体转动相关定律试验仪器相比较，本技术多功能转动惯量仪具有性能稳定、不易出故障、操作方便、省时省力、功能齐全、试验结果合理、结构简单和成本低廉的优点，适于在各高校物理实验室中广泛应用。附图说明图1是本技术多功能转动惯量仪的整体外观示意图；图2是本技术多功能转动惯量仪附件中的圆环；图3是本技术多功能转动惯量仪附件中的打孔薄板；图4是本技术多功能转动惯量仪附件中的双铃；图5是本技术多功能转动惯量仪附件中的插柱；图1为本技术的说明书摘要附图。图中1、顶盘2、中盘3、底盘4、轴承5、支撑柱6、中心轴7、中心螺孔8、孔洞9、绕线轮10、滑轮11、滑轮支撑杆12、砝码盘13、调平螺钉14、参考圆周线15、轴承座16、双铃螺钉具体实施方式实施例1如图1、图5所示，用多功能转动惯量仪和附件中插柱来验证转动定律，根据转动定律公式M＝Iβ(M为外力矩、I为转动 惯量、β为角加速度)来设计实验步骤一、验证若转动惯量I不变，则外力矩M与角加速度β呈线性关系1、调整调平螺钉13将多功能转动惯量仪调平，2、选定适当的插柱插入顶盘1的孔洞8中，3、分几组测量数据记录，保持插柱数量和分布不变，通过改变砝码盘12上的砝码的质量，分别记录转过的圈数和所用的时间，这样就可以得到几组数据，再在坐标纸上画出曲线来描述外力矩M与角加速度β的关系。二、验证若外力矩M不变，转动惯量I与角加速度1/β呈线性关系1、同上次的仪器，选择适当质量的砝码放置砝码盘中，2、分几组测量数据记录，保持砝码的质量不变，通过改变插柱的个数和对转轴的分布，分别记录转过的圈数和所用的时间，同样可以得到几组数据，在坐标纸上画出曲线来描述转动惯量I同角加速度1/β的关系来进行验证。实施例2如图1、图2所示，用多功能转动惯量仪和附件中圆环来测圆环转动惯量，根据转动定律公式M＝Iβ来设计实验步骤测量圆环的转动惯量1、调整调平螺钉13将多功能转动惯量仪调平，2、将圆环放在顶盘1的参考圆周线上保证圆环的圆心与转轴重合，3、改变砝码的质量，测出若干组(Mi，βi)值， 4、不加圆环同样的方法测出若干组(Mj，βj)值。由回归法算出转动系统(加圆环的)得到转动系统得转动惯量Ii，同理可算出不加圆环的转动系统的转动惯量Ij。所以，可得出圆环的转动惯量为I圆＝Ii-Ij。实施例3如图1、图4所示，用多功能转动惯量仪和附件中双铃来演示角动量守恒定律，设计演示实验的步骤如下1、调整调平螺钉13将多功能转动惯量仪调平，2、将双铃中间的双铃螺钉16拧到顶盘1的中心螺孔7上，3、(因阻力矩小，故可认为双铃与原转动装置所组成的系统角动量守恒。)当提升双铃或降落双铃时，系统的转动惯量减少或增加。演示实验发现，系统转动的角速度增加或减少，以此说明系统的角动量是守恒的。实施例4如图1、图3所示，用多功能转动惯量仪和附件中打孔薄板来验证平行轴定理，设计实验的步骤1、调整调平螺钉13将多功能转动惯量仪调平，2、将打孔薄板的质心处的圆孔与转轴重合用柱销固定，根据实施例2中的步骤测出其转动惯量Ic，3、在打孔薄板上选择一距质心点的距离为d的孔与转轴重合用柱销固定后，同前步测出其转动惯量Id，其中板质量m己知，距离d可测，最后可得出公式Id＝Ic+md2平行轴定理成立。根据以上所得的试验数据和效果都很好的达到了验证和演示的目的，作为实验室的教学仪器和大学物理课的演示仪器，它确实有很高的实用价值。以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本技术的保护范围之内。权利要求1.一种多功能转动惯量仪，包括顶盘(1)、滑轮(10)、绕线轮(9)和中心轴(6)，其特征在于它还包括中盘(2)、底盘(3)和附件部分；所述的中盘(2)和底盘(3)通过支撑柱(5)固定连接；所述的中盘(2)在其中心处通过轴承座固定有轴承(4’)；所述的底盘(3)上设有轴承(4)，并且通过轴承座(15)固定在底盘(3)的中心处；所述的中心轴(6)置于轴承(4)(4’)内，并于所述的顶盘(1)相固定。2.根据权利要求1所述的多功能转动惯量仪，其特征在于所述的顶盘(1)上设由孔洞(8)、中心螺孔(7)和参考圆周线(14)。3.根据权利要求1所述的多功能转动惯量仪，其特征在于所述的附件部分包括圆环、打孔薄板、双铃和插柱。4.根据权利要求1所述的多功能转动惯量仪，其特征在于所述的底盘(3)上有调平螺钉(13)。5.根据权利要求1所述的多功能转动惯量仪，其特征在于所述的滑轮(10)可通过滑轮支撑杆(11)固定于底盘(3)上。专利摘要本技术公开了一种多功能转动惯量仪，包括顶盘、滑轮、绕线轮和中心轴，其特征在于它还包括中盘、底盘和附件部分；所述的中盘和底盘通过支撑柱固定连接；所述的中盘在其中心处通过轴承座固定有轴承；所述的底盘上设有轴承，并且通过轴承座固定在底盘的中心处；所述的中心轴置于轴承内，并于所述的顶盘相固定；所述的附件部分包括圆环、打孔薄板、双铃和插柱。该多功能转动惯量仪具有性能稳定、不易出故障、操作方便、省时省力、功能齐全、试验结果合理、结构简单、成本低廉的优点，适于在各高校物理实验室中广泛应用。文档编号G09B23/10GK2929869SQ20062009259公开日2007年8月1日 申请日期2006年7月27日 优先权日2006年7月27日专利技术者籍延坤 申请人:大连交通大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能转动惯量仪，包括顶盘（１）、滑轮（１０）、绕线轮（９）和中心轴（６），其特征在于：它还包括中盘（２）、底盘（３）和附件部分；所述的中盘（２）和底盘（３）通过支撑柱（５）固定连接；所述的中盘（２）在其中心处通过轴承座固定有轴承（４’）；所述的底盘（３）上设有轴承（４），并且通过轴承座（１５）固定在底盘（３）的中心处；所述的中心轴（６）置于轴承（４）（４’）内，并于所述的顶盘（１）相固定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：籍延坤，
申请(专利权)人：大连交通大学，
类型：实用新型
国别省市：91[中国|大连]