专利名称：单摆振动图像演示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物理教学实验仪器，尤其是单摆振动图像演示仪。
背景技术：
现高中物理教材(人民教育出版社2006年版第二册第28页)描述的单摆 振动实验的仪器为其部件包括支架、横杆、摆球、摆线、和平板，其中摆球 为装满沙子的漏斗，并通过摆线悬吊在横杆上，横杆安装在支架上，平板上画 有一条直线，并置于单摆下方。实验时，先让纸板上的直线与横杆平行并垂直 于静止摆球的轴心线，使其成为振动图像的"零线"；然后用手拉动摆球偏离 平衡位置，再放手使其自然摆动，并让沙子从漏斗中漏出，同时用手拖动平板 沿"零线"作直线匀速运动，从振动的漏斗中漏出的沙子在平板上形成的沙线 即为单摆振动图像。该实验仪器的最大优点是取材方便，成本较低，但其存在 诸多不足平板上的振动图像为沙子所形成，其只能平放观察而不便于展示， 并且不易长期保存，不利于教学使用；随着漏斗中的沙子的减少，其重心下移， 摆长发生变化，引起周期改变，导致实验不够精确；沙摆摆动初期并不十分稳 定，但是又无法控制沙子延迟漏出，所以实验不易成功，其操作难度较大；另 外，用手拖动平板沿"零线"作直线且匀速的运动很难做到，导致实验所得图 像上的振幅和波长不均匀，影响实验结果的准确性。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种易于观察和操作且周期较稳 定的单摆振动图像演示仪。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案 一种单摆振动图像演示仪，包括悬吊在横杆上的摆球，所述摆球轴向开设有中心通孔，且摆球 上连接有墨水输出装置。
所述墨水输出装置包括针头、导管和注射器，并且通过导管将针头和注射 器连接在一起，针头安装在摆球上的中心通孔内。
所述摆球的下方设置有纸张匀速输送装置。
所述纸张匀速输送装置包括圆筒一、圓筒二、电动机和传动带，其中圓筒 一和圆筒二大小相同且平行安装在同一水平面上，并通过传动带连接在一起，
圆筒一或圆筒二与电动机同轴连接。
上述单摆振动图像演示仪，应用了墨水输出装置，使实验图像由墨水描绘 在纸上，其图像更加直观和清晰，且便于展示和保存，十分有利于教学，且摆 球的重心恒定，不会引起单摆摆长的变化而影响其振动周期，所以实验结果更
加准确；该单摆振动图像演示仪还使用了纸张匀速输送装置，使实验时更易实 现纸张沿"零线"作直线匀速运动，保证了实验图像的振幅和波长均匀，提高 了实-验结果的准确性。以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明。
图l是本实用新型单摆振动图像演示仪的主视图； 图2是本实用新型单摆振动图像演示仪拆除墨水输出装置后的俯视图。 其中，附图标记l为摆球，2为摆球的中心通孔，3为针头，4为导管， 5为注射器，6为圆筒一，7为圆筒二， 8为电动机，9为传动带，IO为横杆， ll为摆绳，12为横杆支架，13为横杆固定螺钉，14为横杆上的导管导向孔， 15为圆筒一的中轴，16为圆筒二的中轴,17为圆筒支架，18为圆筒支架，19 为电机支架，20为底座。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互 相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除 非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非 特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如
图1所示，摆球1为圆柱体，其通过摆线11悬桂于横杆10上，横杆10 通过横杆固定螺钉13固定在横杆支架13上，横杆支架13固定在底座20上。 摆球1轴向开设有中心通孔2，且摆球1上连接有墨水输出装置，其包括针头 3、导管4和注射器5,并且通过导管4将针头3和注射器5连接在一起。在摆 球1轴向开设中心通孔2是为了安装针头3并保证墨水从静止摆球1的重心垂 线上输出，所以中心通孔2的孔径略大于针头直径，装配时只需将针头3从通 孔2的上端插入即可，安装和拆卸十分方便。为了不让墨水附着在通孔2内， 造成清洗不便，最好将针头3的长度设计为等于或大于摆球的长度。导管4穿 过横杆10上的导管导向孔14，导管导向孔14的直径等于或略小于导管4的直 径，这样导管4便不会较大影响实验时摆球1的振动。
如
图1和图2所示，摆球1的下方设置有纸张匀速输送装置，其包括圆筒 一6、圆筒二7、电动机8和传动带9，其中圆筒一6和圆筒二7大小相同且平 行安装在同一水平面上，并通过传动带9连接在一起，圆筒一6或圆筒二7与 电动机8同轴连接。圆筒一6和圆筒二7的中轴15、 16分别安装在圆筒支架 17、 18上，电动机8安装在电机支架19上，圆筒支架17、 18和电机支架19 均安装在底座20上。
如
图1和图2所示，在进行单摆振动实验时，先在传动带9外表面平贴上白纸，为了便于随时开始在白纸上绘图，最好将白纸在传动带9上贴满一周， 形成环形纸带，考虑到吸墨效果最好选用宣纸，再将注射器5吸满墨水，并将 墨水输出装置连接安装好；再启动电动机8， -使圆筒二 7转动并带动传动带9 做匀速运动，然后推动注射器5的活塞，使墨水从针头3输出，在纸带上在画 出一条直线作为振动图像的"零线"，画好一周后停止注射；最后将摆球1用 手拉离平衡位置后松开使其自然摆动，在摆球1摆动稳定后再推动注射器5的 活塞，使墨水从针头3输出，使其在白纸上绘出连续的波形图，直到纸带上的 墨迹布满一周，停止注射并关闭电机。再将纸带取下展开，便可观察上面的振 动
图1象了。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型， 凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应 包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种单摆振动图像演示仪，包括悬吊在横杆(10)上的摆球(1)，其特征在于所述摆球(1)轴向开设有中心通孔(2)，且摆球(1)上连接有墨水输出装置。
2、 根据权利要求l所述的单摆振动图像演示仪，其特征在于所述墨水输出装置包括针头(3 )、导管(4 )和注射器(5 )，并且通过导管(4 )将针头(3 )和注射器(5 )连接在一起，针头(3 )安装在摆球(1)上的中心通孔(2 )内。
3、 根据权利要求l所述的单摆振动图像演示仪，其特征在于所述摆球(l)的下方设置有纸张勻速输送装置。
4、 根据权利要求3所述的单摆振动图像演示仪，其特征在于所述纸张匀速输送装置包括圆筒一(6)、圓筒二(7)、电动机(8)和传动带(9),其中圆筒一(6)和圆筒二 (7)大小相同且平行安装在同一水平面上，并通过传动带(9)连接在一起，圆筒一 (6)或圆筒二 (7)与电动机(8)同轴连接。
专利摘要本实用新型公开了一种单摆振动图像演示仪，该单摆振动图像演示仪的摆球(1)轴向开设有中心通孔(2)，且连接有墨水输出装置，摆球(1)的下方还设置有纸张匀速输送装置。通过该演示仪进行单摆振动试验，可清晰准确的将摆球(1)的振动图像描绘在白纸上，操作简单易于控制，实验现象更加直观且便于展示和保存，十分有利于课堂教学。
文档编号B65H29/16GK201421672SQ20092008115
公开日2010年3月10日 申请日期2009年5月26日 优先权日2009年5月26日
发明者刘德强 申请人:刘德强