专利名称：简谐振动实验仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学用实验仪，确切地说是一种简谐振动实验仪。
背景技术：
高中物理教学中，简谐振动是一个重点和难点，简谐振动实验对简谐振动概念的建立起着决定性的作用。现行教材中的沙漏实验的做法是用沙漏充当单摆的摆球，沙子漏在下面的硬纸板上，实验教师匀速抽动硬纸板，然后教师捧着由沙子漏成的正弦图线到学生坐位前巡回展示。长期的教学经验告诉我们，这个实验有三个很不足的地方①沙漏不好操作②很难做到匀速抽动纸板，一旦不匀速则不再是正弦曲线，实验就失败了③漏在纸板上的准正弦曲线在巡回展示时容易因抖动变模糊，甚至正弦图线消失。由于以上几点原因，教师讲到这个实验时，由于担心当众失败，基本上多是口述实验，这样学生就失去了必需的感性认识，也对以后学习相关知识带来了很多困难；而在弹簧振子实验中，现行教材中所讲述的实验做法是让弹簧振子振动起来，同时实验教师转动摇把推动记录纸进动，记录笔则在记录纸上画出振动图线。教材中讲述的实验是一种理想化的教学实验模型，事实上市场上和实际教学中并无这种设备的存在。
本实用新型内容本实用新型的目的是为克服上述两实验中的缺点，给人们提供一种设计合理，结构简单，操作方便的高中物理教学中做简谐振动实验的实验仪。
本实用新型包括底座、固定于底座上的变速箱、进纸装置和摆球装置，其特征在于a.所述的进纸装置包括进纸轴、进纸轴承和变速箱内的电机，进纸轴一端由进纸齿轮与电机的从动齿轮啮合，另一端装有一轴承，进纸轴上布有一对与固定于底座上的一对进纸轴承相匹配的驱纸胶轮；b.所述的摆球装置包括支架、摆球和电磁铁，支架的竖杆下端固定于底座上，上端部由固定器连接横杆左端，横杆右端由调节器、摆线连接下部装有纪录笔的摆球，固定于底座上的电磁铁由导线与变速箱内的电源连接。
c.所述的弹簧振子装置包括气垫导轨、弹簧、振子球和气泵，弹簧一端固定于气垫导轨左端的支杆上，另一端与气垫导轨上的滑块连接，振子球固定于滑块上，记录笔旋固于振子球下部，置于变速箱内的气泵由气管与固定于底座上的气垫导轨连接。
另外，底座上进纸轴承后部固定有“U”型导纸轨，底座上还固定有压纸卡。
所述的竖杆由上杆和下杆组成，上杆与下杆间由连接器连接，下杆上端插接于连接器下部，上杆下端部由螺纹旋拧于连接器上孔内。
所述的固定器包括外壳和紧固螺栓，外壳上开有两个互成90°度的通孔，竖杆、横杆分别穿过两通孔由紧固。
所述的调节器由壳体、内套、弹簧和压杆组成，内套置于壳体内，穿线孔自上而下穿过壳体和内套前端部，弹簧置于内套中，压杆由壳体右端插入内套，压杆前端部开有一与穿线孔匹配的锁定孔，横杆右端插接于壳体左端部。
变速箱上装有一压触式开关、转换开关和电源指示LED，由导线与电机、电源连接。
使用时，将上杆拧入下杆上端部的连接器上，再由固定器装好横杆，然后迫压横杆右端调节器压杆，使穿线孔与锁定孔在一直线上，穿入下端懈摆球的摆线后松开压杆，使摆线锁定。利用固定器调节横杆高度，使摆球达适当高度，再用调节器调节摆线长度，使摆球下部的记录笔的笔锋能在最大偏摆角时刚好接触记录纸。接通电源，电源指示LED亮后将记录纸由导纸轨送入驱动胶轮与进纸轴承中间，由压纸卡压紧。若做单摆简谐振动实验，首先将转换开关设定在单摆简谐振动档，按下压触式开关，使其呈迫压状时电机电路通，电磁铁电路断，摆球失去电磁引力而掉落，自动进行自由振动，避免圆锥摆现象产生，同时电机转动，带动进纸轴转动，记录纸由进纸轴上的驱纸胶轮和进纸轴承间走过时，摆球下的记录笔将在记录纸上绘出摆球做简谐振动时的正弦图线，即完成简谐振动实验。松开压触式开关，使其呈自由状态时，电磁铁电路通，吸紧摆球，电机电路断，即停止实验。若需做弹簧振子简谐振动实验，首先将转换开关设定在“弹簧振子简谐振动”档，此时，电磁铁电路断开，再按下压触式开关，使其呈迫压状态时电机电路通，电机以较快的速度推动记录纸走动，同时将滑块置于气垫导轨左端，开启气泵，气垫导轨上的滑块被气流吹起，失去摩擦力，在弹簧的回复力作用下开始振动，振子球下部的记录笔在记录纸上绘出弹簧振子做简谐振动时的正弦图线，即完成弹簧振子简谐振动实验。
本实用新型效果本实用新型不仅给教师在物理教学中提供了一种做单摆简谐振动实验的实验仪，同时也提供了做弹簧振子简谐振动实验的实验仪，从而使学生通过实验，学习掌握物理中简谐振动这一重点和难点。另外该实验仪设计合理，结构简单，操作方便，成本低廉。
图1为本实用新型结构示意图。
图2为固定器结构示意图。
图3为连接器结构示意图。
图4为调节器结构示意图。
图5为本实用新型使用状态图。
具体实施方式
实施例1参见图1～5，本实用新型包括底座1、固定于底座上的变速箱2、进纸装置3、摆球装置4和弹簧振子装置5，进纸装置包括进纸轴6、进纸轴承7和变速箱内的电机8，进纸轴一端由进纸齿轮与电机的从动轮啮合，另一端装有一轴承9，进纸轴上布有一对与固定于底座上的一对进纸轴承7相匹配的驱纸胶轮10。底座1上进纸轴6后部固定有“U”型导纸轨11，使走纸不偏移。底座上还固定有两只压纸卡12，可使折皱记录纸展平。摆球装置4包括支架13、摆球14和电磁铁15，支架13的竖杆16下端固定与底座上，上端部由固定器17连接横杆18左端，横杆左端由调节器19、摆线20连接下部装有记录笔21的摆球14，固定于底座1上的电磁铁15由导线与变速箱2内的电源22连接。竖杆16由上杆和下杆组成，上杆与下杆间由连接器23连接，下杆上端插接下部，上杆下端部由螺纹旋拧于连接器上孔24内。固定器17包括外壳25和紧固螺栓26，外壳上开有两个互成90°度的通孔，竖杆、横杆分别穿过两通孔由紧固螺栓紧固。横杆由固定器可调节高度。调节器19由壳体27、内套28、弹簧29-1和压杆30组成，内套置于壳体内，穿线孔31自上而下穿过壳体和内套端部，弹簧29-1置于内套中，压杆30由壳体右端插入内套28，压杆前端部开有一与穿线孔31匹配的锁定孔32，横杆右端插接于壳体左端部。变速箱2上装有一压触式开关33、转换开关34和电源指示LED35，由导线与电机、电源连接。弹簧振子装置5包括气垫导轨36、弹簧29-2、振子球37和气泵38，弹簧29-2左端固定于气垫导轨左端的支杆39上，右端与气垫导轨上的滑块40连接，振子球37固定于滑块上，记录笔21旋固于振子球下部，置于变速箱内的气泵38由气管与固定于底座上的气垫导轨连接。
权利要求1.一种简谐振动实验仪，包括底座、固定于底座上的变速箱、进纸装置、摆球装置和弹簧振子装置，其特征在于a.所述的进纸装置包括进纸轴、进纸轴承和变速箱内的电机，进纸轴一端由进纸齿轮与电机的从动齿轮啮合，另一端装有一轴承，进纸轴上布有一对与固定于底座上的一对进纸轴承相匹配的驱纸胶轮；b.所述的摆球装置包括支架、摆球和电磁铁，支架的竖杆下端固定于底座上，上端部由固定器连接横杆左端，横杆右端由调节器、摆线连接下部装有纪录笔的摆球，固定于底座上的电磁铁由导线与变速箱内的电源连接；c.所述的弹簧振子装置包括气垫导轨、弹簧、振子球和气泵，弹簧一端固定于气垫导轨左端的支杆上，另一端与气垫导轨上的滑块连接，振子球固定于滑块上，记录笔旋固于振子球下部，置于变速箱内的气泵由气管与固定于底座上的气垫导轨连接。
2.根据权利要求1所述的简谐振动实验仪，其特征在于底座上进纸轴承后部固定有“U”型导纸轨，底座上还固定有压纸卡。
3.根据权利要求1所述的简谐振动实验仪，其特征在于所述的竖杆由上杆和下杆组成，上杆与下杆间由连接器连接，下杆上端插接于连接器下部，上杆下端部由螺纹旋拧于连接器上孔内。
4.根据权利要求1所述的简谐振动实验仪，其特征在于所述的固定器包括外壳和紧固螺栓，外壳上开有两个互成90°度的通孔，竖杆、横杆分别穿过两通孔由紧固螺栓紧固。
5.根据权利要求1所述的简谐振动实验仪，其特征在于所述的调节器由壳体、内套、弹簧和压杆组成，内套置于壳体内，穿线孔自上而下穿过壳体和内套前端部，弹簧置于内套中，压杆由壳体右端插入内套，压杆前端部开有一与穿线孔匹配的锁定孔，横杆右端插接于壳体左端部。
6.根据权利要求1所述的简谐振动实验仪，其特征在于变速箱上装有一压触式开关、转换开关和电源指示LED，由导线与电机、电源连接。
专利摘要本实用新型涉及一种简谐振动实验仪，包括底座、变速箱、进纸装置、摆球装置和弹簧振子装置，其特征在于进纸装置的进纸轴一端由进纸齿轮与电机的从动轮啮合，另一端装有轴承，进纸轴上布有与进纸轴承匹配的驱纸胶轮。摆球装置的支架竖杆下端固定底座，上端由固定器连接横杆，横杆由调节器、摆线连接摆球，电磁铁由导线与电源连接。弹簧振子装置的弹簧一端固定于与气泵连接的气垫导轨左端的支杆上，另一端与气垫导轨上的滑块连，下部旋有记录笔的振子球固定滑块上。本实用新型不仅提供了一种做单摆、弹簧振子简谐振动实验的实验仪，而且设计合理，结构简单，操作方便，成本低廉。
文档编号G09B23/00GK2735475SQ20042007976
公开日2005年10月19日 申请日期2004年9月21日 优先权日2004年9月21日
发明者苏长武 申请人:苏长武