单摆振动实时演示仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种单摆振动实时演示仪，属于物理教学演示仪器领域。其特征是：摆锤（５）悬置于注有液体介质的透明塑料水槽中，透明塑料水槽的内正面粘贴标尺，软磁性材料平板置于支架底盘胶木面板面下，正对单摆，扁圆柱形磁铁吸附在软磁性材料平板下底面的中央。摆锤（５）由线圈、塑料托、铁芯套管组成，液体介质是淡盐水。由于采用上述技术方案，本实用新型专利技术所具有的优点和积极效果是：能实时描绘、记录、比较“单摆”运动或阻尼振动中摆锤的振动情况，测量振动周期，定性说明单摆周期与摆长和重力场强的关系，并能在同一幅视图内比较两个不同振动的实时图线，形象描绘出“单摆”运动中的位移和与此相应的速度、加速度等图线。结构简单，操作演示方便。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种单摆振动实时演示仪，属于物理教学演示仪器领域。
技术介绍
目前，在大学物理中，振动部分的教学手段基本还是停留在口头描述、图片展示或 用点滴轨迹粗略表示的方法上，缺少直观、可信的振动实验实时演示，学生往往对用三角函 数方程表达振动、用正(余)弦函数图线中相邻的两峰(谷)之间的间隔表示振动的周期 难以理解，对单摆的振动周期只取决于摆长和重力加速度的认识也是将信将疑，给理论教 学带来不便。
技术实现思路
本技术专利技术是一种单摆振动实时演示仪，能实时直观形象地描绘单摆振动、 阻尼振动的图线，定性说明“单摆”的周期与摆长和重力加速度的关系。本技术专利技术是这样实现的单摆振动实时演示仪由支架竖杆、支架横杆、量角 器、细漆包线摆线、透明塑料水槽、标尺、铜质平面电极板、导线、支架底盘胶木面板、底盘水 平调节螺钉、电位探针、软磁性材料平板、扁圆柱形磁铁，单摆平衡位置电位电极、圆形气泡 水准仪、细漆包线、线圈、塑料托、铁芯套管、液体介质组成，两根等长细漆包线摆线绕接在 支架横杆上，其一端和稳流电源输出端相连，另一端和摆锤相连，铜质平面电极板分别粘贴 在透明塑料水槽的两内侧端面，并用导线和直流稳压电源输出端相连，电位探针从塑料托 的中轴线穿过，并粘连在塑料托上，摆锤下端的电位探针只是中下端浸没在液体介质中，电 位探针的上端用细漆包线与数字示波器相连，单摆平衡位置电位电极粘贴在透明塑料水槽 的内底面上，并用导线和数字示波器相连，量角器固定在支架横杆下方，支架横杆垂直固定 在支架竖杆上，支架竖杆垂直固定在支架底盘胶木面板上，圆形气泡水准仪安装在支架底 盘胶木面板面上，4个底盘水平调节螺钉对称安装在支架底盘胶木面板面下的四角。其特征 是摆锤悬置于注有液体介质的透明塑料水槽中，透明塑料水槽的内正面粘贴标尺，软磁性 材料平板置于支架底盘胶木面板面下，正对单摆，扁圆柱形磁铁吸附在软磁性材料平板下 底面的中央。摆锤由线圈、塑料托、铁芯套管组成，液体介质是淡盐水。由于采用上述技术方案，本专利技术所具有的优点和积极效果是能实时描绘、记录、 比较“单摆”运动或阻尼振动中摆锤的振动情况，测量振动周期，定性说明单摆周期与摆长 和重力场强的关系，并能在同一幅视图内比较两个不同振动的实时图线，形象描绘出“单 摆”运动中的位移和与此相应的速度、加速度等图线。结构简单，操作演示方便。以下结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。附图说明图1是本专利技术的主体结构示意图。图2是本专利技术的图1中5的局部结构放大示意图。图中1.支架竖杆2.支架横杆3.量角器4.摆线5.摆锤6.透明塑料水槽 7.标尺8.铜质平面电极板9.导线10.液体介质11.支架底盘胶木面板12.底盘水 平调节螺钉13.电位探针14.软磁性材料平板15.扁圆柱形磁铁16.单摆平衡位置 电位电极17.圆形气泡水准仪18.铜质平面电极板19.导线20.导线21.细漆包 线22.线圈23.塑料托24.铁心套管具体实施方式在图1中，由支架竖杆、支架横杆、量角器、细漆包线摆线、透明塑料水槽、标尺、铜 质平面电极板、导线、支架底盘胶木面板、底盘水平调节螺钉、电位探针、软磁性材料平板、 扁圆柱形磁铁、单摆平衡位置电位电极、圆形气泡水准仪、细漆包线、线圈、塑料托、铁芯套 管、液体介质组成，两根等长细漆包线摆线(4)绕接在支架横杆(2)上，其一端和稳流电源 输出端相连，另一端和摆锤(5)相连，铜质平面电极板(8、18)分别粘贴在透明塑料水槽(6) 的两内侧端面，并用导线(9、19)和直流稳压电源输出端相连，电位探针(13)从塑料托(23) 的中轴线穿过，并粘连在塑料托(23)上，摆锤(5)下端的电位探针(13)只是中下端浸没 在液体介质(10)中，电位探针(13)的上端用细漆包线(21)与数字示波器相连，单摆平衡 位置电位电极(16)粘贴在透明塑料水槽(6)的内底面上，并用导线(20)和数字示波器相 连，量角器(3)固定在支架横杆(2)下方，支架横杆(2)垂直固定在支架竖杆(1)上，支架 竖杆(1)垂直固定在支架底盘胶木面板(11)上，圆形气泡水准仪(17)安装在支架底盘胶 木面板(11)面上，4个底盘水平调节螺钉(12)对称安装在支架底盘胶木面板(11)面下的 四角。其特征是摆锤(5)悬置于注有液体介质(10)的透明塑料水槽(6)中，透明塑料水 槽(6)的内正面粘贴标尺(7)，软磁性材料平板(14)置于支架底盘胶木面板(11)面下，正 对单摆，扁圆柱形磁铁(15)吸附在软磁性材料平板(14)下底面的中央。在图2中，摆锤(5)由线圈(22)、塑料托(23)、铁芯套管(24)组成，线圈(22)绕在 铁芯套管(24)上，铁芯套管(24)固定在塑料托(23)上组成摆锤(5)，电位探针(13)从塑 料托(23)的中轴线穿过，并粘连在塑料托(23)上，电位探针(13)的上端用细漆包线(21) 与数字示波器相连，两根等长细漆包线摆线(4)栓接在塑料托(23)上，并与线圈(22)相 连。实验操作时，为了保持平稳，支架底盘胶木面板(11)面积不小于60X35cm2 ’为了 能使得在液体介质(10)中间区域有相对均勻的电场，铜质平面电极板(8、18)的宽要与透 明塑料水槽(6)的内侧端面的宽相同，宽的大小不小于20cm;除演示阻尼振动以外，摆锤 (5)下端的电位探针(13)只是中下端浸没在液体介质(10)中；在液体介质(10)中间区域 有相对均勻的电场情况下，摆锤(5)下端的电位探针(13)在液体介质(10)中测得的电位 与透明塑料水槽(6)的内正面粘贴的标尺(7)的刻度值可以相对应；只有在演示单摆振动 周期与重力加速度的关系时，与线圈(22)相连的两根等长细漆包线摆线(4)才连接到稳流 电源输出端，软磁性材料平板(14)和吸附在其底面中央的扁圆柱形磁铁(15)，才正对单摆 放置在支架底盘胶木面板(11)的下面。为了能使得在单摆振动的空间区域内有相对均勻 的磁场分布，软磁性材料平板(14)面积约为45 X 25cm2，用摆锤(5)与软磁性材料平板(14) 和扁圆柱形磁铁(15)之间的磁场力的改变，模拟重力场强的变化；用数字示波器显示振动 曲线和进行对两个不同振动曲线的对比，数字示波器采集的数据输入计算机进行进一步分析和处理，得到相应的速度和加速度图线；实验中液体介质(10)用淡盐水；增大直流稳压 电源的输出电压，调节数字示波器的幅值增益，可在一定程度上减小因液体介质的不稳定 性对图线带来的影响。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单摆振动实时演示仪，由支架竖杆、支架横杆、量角器、细漆包线摆线、透明塑料水槽、标尺、铜质平面电极板、导线、支架底盘胶木面板、底盘水平调节螺钉、电位探针、软磁性材料平板、扁圆柱形磁铁、单摆平衡位置电位电极、圆形气泡水准仪、细漆包线、线圈、塑料托、铁芯套管、液体介质组成，两根等长细漆包线摆线（４）绕接在支架横杆（２）上，其一端和稳流电源输出端相连，另一端和摆锤（５）相连，铜质平面电极板（８、１８）分别粘贴在透明塑料水槽（６）的两内侧端面，并用导线（９、１９）和直流稳压电源输出端相连，电位探针（１３）从塑料托（２３）的中轴线穿过，并粘连在塑料托（２３）上，摆锤（５）下端的电位探针（１３）只是中下端浸没在液体介质（１０）中，电位探针（１３）的上端用细漆包线（２１）与数字示波器相连，单摆平衡位置电位电极（１６）粘贴在透明塑料水槽（６）的内底面上，并用导线（２０）和数字示波器相连，量角器（３）固定在支架横杆（２）下方，支架横杆（２）垂直固定在支架竖杆（１）上，支架竖杆（１）垂直固定在支架底盘胶木面板（１１）上，圆形气泡水准仪（１７）安装在支架底盘胶木面板（１１）面上，４个底盘水平调节螺钉（１２）对称安装在支架底盘胶木面板（１１）面下的四角，其特征是：摆锤（５）悬置于注有液体介质（１０）的透明塑料水槽（６）中，透明塑料水槽（６）的内正面粘贴标尺（７），软磁性材料平板（１４）置于支架底盘胶木面板（１１）面下，正对单摆，扁圆柱形磁铁（１５）吸附在软磁性材料平板（１４）下底面的中央。...

【技术特征摘要】
一种单摆振动实时演示仪，由支架竖杆、支架横杆、量角器、细漆包线摆线、透明塑料水槽、标尺、铜质平面电极板、导线、支架底盘胶木面板、底盘水平调节螺钉、电位探针、软磁性材料平板、扁圆柱形磁铁、单摆平衡位置电位电极、圆形气泡水准仪、细漆包线、线圈、塑料托、铁芯套管、液体介质组成，两根等长细漆包线摆线(4)绕接在支架横杆(2)上，其一端和稳流电源输出端相连，另一端和摆锤(5)相连，铜质平面电极板(8、18)分别粘贴在透明塑料水槽(6)的两内侧端面，并用导线(9、19)和直流稳压电源输出端相连，电位探针(13)从塑料托(23)的中轴线穿过，并粘连在塑料托(23)上，摆锤(5)下端的电位探针(13)只是中下端浸没在液体介质(10)中，电位探针(13)的上端用细漆包线(21)与数字示波器相连，单摆平衡位置电位电极(16)粘贴在透明塑料水槽(6)的内底...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝杰，
申请(专利权)人：南京化工职业技术学院，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]