一种新型角动量定理演示仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公布一种新型角动量定理演示仪，属于物理实验仪器【技术领域】。包括支架Ⅰ、固定在支架Ⅰ上的定滑轮Ⅰ、支架Ⅱ和固定在支架Ⅱ上的定滑轮Ⅱ，所述的定滑轮Ⅰ和定滑轮Ⅱ完全相同；在所述定滑轮Ⅰ上固定有随定滑轮Ⅰ转动的杆Ⅰ，在定滑轮Ⅱ上固定有随定滑轮Ⅱ转动的杆Ⅱ，所述的杆Ⅰ与杆Ⅱ质量相等、转动惯量不等；还包括一根柔软且弹性小的细线和挂有重物的动滑轮；所述细线的两端分别固定并绕在定滑轮Ⅰ和定滑轮Ⅱ上，动滑轮放在细线上。本实用新型结构简单，操作方便，能够保证杆Ⅰ、Ⅱ在旋转过程中所受力矩完全相同，进而精确演示角动量定理，演示结果直观。
【专利说明】一种新型角动量定理演示仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及物理实验仪器【技术领域】，具体是一种新型角动量定理演示仪。
【背景技术】
[0002]现有的角动量定理演示仪为两个独立的装置，分别在定滑轮下悬挂两个相同的重物，来演示转动惯量大小不同的两个长直细杆在重物下落过程中，所受力矩相等时物体的转动惯量越大，则角加速度越小的现象。这套装置忽略了重物下落过程中，重物加速度不同导致绳子的张力并不完全相等，进而导致两个长直细杆所受力矩也不完全相同的问题，这将干扰观察者对角动量定理的理解。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的不足之处，本实用新型提供一种新型角动量定理演示仪，能够保证两个长直细杆在旋转过程中所受力矩完全相同，可以精确演示角动量定理。
[0004]本实用新型是通过如下技术方案实现的:一种新型角动量定理演示仪，包括支架1、固定在支架I上的定滑轮1、支架II和固定在支架II上的定滑轮II，所述的定滑轮I和定滑轮II完全相同；在所述定滑轮I上固定有随定滑轮I转动的杆I，在定滑轮II上固定有随定滑轮II转动的杆II，所述的杆I与杆II质量相等、转动惯量不等；
[0005]还包括一根柔软且弹性小的细线和挂有重物的动滑轮；所述细线的两端分别固定并绕在定滑轮I和定滑轮II上，动滑轮放在细线上。
[0006]其进一步是:所述的支架I和支架II完全相同，对称布置。
[0007]所述的定滑轮I和定滑轮II位于同一高度，其旋转平面位于同一平面。
[0008]所述的杆I包括固定在定滑轮I上的长直细杆I，在长直细杆I上靠近其两端的位置上对称固有物块1、物块II ;所述的杆II包括固定在定滑轮II上的与长直细杆I相同的长直细杆II，在长直细杆II上靠近其中间的位置上对称固有物块II1、物块IV ;所述的物块
1、n、II1、IV完全相同。
[0009]所述的动滑轮的凹槽较深，动滑轮轴上设有挂钩，挂钩上悬挂有砝码。
[0010]轻托砝码，尽量将动滑轮放在细线中间位置，然后松开，定滑轮可以自由转动，这时可以观察到两根长直细杆1、II分别在两个定滑轮1、II的带动下开始旋转。因为两根长直细杆1、II转动惯量不同，而作用在两个定滑轮1、II上的力矩大小相同，可观察到在所受力矩相等时物体的转动惯量越大，转动的角加速度越小，从而演示验证了角动量定理。
[0011]本实用新型结构简单，操作方便，能够保证杆1、II在旋转过程中所受力矩完全相同，进而精确演示角动量定理，演示结果直观。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构示意图。
[0013]图中:1、长直细杆I ;2、定滑轮I ;3、支架I ;4、物块I ;5、物块II ;6、长直细杆II ;7、定滑轮II ;8、支架II ;9、物块III ; 10、物块IV ;11、细线；12、动滑轮；13、砝码。
【具体实施方式】
[0014]以下是本实用新型的一个具体实施例，现结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0015]如图1所示的一种新型角动量定理演示仪，完全相同的支架I 3和支架II 8对称固定在水平面；在支架I 3和支架II 8的相同位置各固定有完全相同的定滑轮I 2和滑轮II 7，定滑轮I 2和定滑轮II 7的旋转平面位于同一平面；长直细杆I I中间固定在定滑轮I 2上，在长直细杆I I上靠近其两端的位置上对称固有物块I 4、物块II 5，长直细杆II 6中间固定在定滑轮II 7上，在长直细杆II 6上靠近其中间的位置上对称固有物块III 9、物块IV 10，长直细杆I I与长直细杆II 6完全相同，物块1、I1、II1、IV4、5、9、10完全相同；一根柔软且弹性小的细线11的两端分别固定并绕在定滑轮I 2和定滑轮II 7上，动滑轮12放在细线11上，动滑轮12的凹槽较深，动滑轮12轴上设有挂钩，挂钩上悬挂有砝码13。
[0016]测量原理与方法如下:
[0017]轻托砝码13，然后松开，可以观察到长直细杆I I和长直细杆116在定滑轮I 2和定滑轮II 7的带动下开始旋转。因为动滑轮12可以在细线11上自由移动所以细线11作用在定滑轮I 2和定滑轮II 7上的拉力大小是一样的，又因为定滑轮I 2和定滑轮II 7的半径相同，根据作用在定滑轮I 2和定滑轮II 7上的力矩I大小相同。因为在长直细杆I I靠近两端的位置固定有物块4 I和物块II 5，而在长直细杆II 6靠近定滑轮II 7的位置固定有物块III 9和物块IV 10，所以长直细杆I I的转动惯量大于长直细杆II 6的转动惯量，根据#=/1/为转动惯量，σ为角加速度，长直细杆I I的旋转角加速度小于长直细杆II 6的旋转角加速度,这样就演示验证了角动量定理:力矩相等时物体的转动惯量越大，则角加速度越小。
【权利要求】
1.一种新型角动量定理演示仪，其特征在于:包括支架I (3)、固定在支架I (3)上的定滑轮I (2)、支架II (8)和固定在支架II (8)上的定滑轮II (7)，所述的定滑轮I (2)和定滑轮II (7)完全相同；在所述定滑轮I (2)上固定有随定滑轮I (2)转动的杆I，在定滑轮II (7)上固定有随定滑轮II (7)转动的杆II，所述的杆I与杆II质量相等、转动惯量不等； 还包括一根柔软且弹性小的细线(11)和挂有重物的动滑轮(12);所述细线(11)的两端分别固定并绕在定滑轮I (2)和定滑轮II (7)上，动滑轮(12)放在细线(11)上。
2.根据权利要求1所述的一种新型角动量定理演示仪，其特征在于:所述的支架I(3)和支架II (8)完全相同,对称布置。
3.根据权利要求1所述的一种新型角动量定理演示仪，其特征在于:所述的定滑轮I(2)和定滑轮II (7)位于同一高度，其旋转平面位于同一平面。
4.根据权利要求1所述的一种新型角动量定理演示仪，其特征在于:所述的杆I包括固定在定滑轮I (2)上的长直细杆I (1)，在长直细杆I (I)上靠近其两端的位置上对称固有物块I (4)、物块II (5);所述的杆II包括固定在定滑轮II (7)上的与长直细杆I (I)相同的长直细杆II (6)，在长直细杆II (6)上靠近其中间的位置上对称固有物块111(9)、物块IV(10);所述的物块1、I1、II1、IV(4、5、9、10)完全相同。
5.根据权利要求1所述的一种新型角动量定理演示仪，其特征在于:所述的动滑轮(12)的凹槽较深，动滑轮(12)轴上设有挂钩，挂钩上悬挂有砝码(13)。
【文档编号】G09B23/10GK203825894SQ201420205956
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】潘红亮, 杨士亮, 展建超, 张欣卉, 李小晨, 田戎 申请人:中国人民解放军空军勤务学院