一种物理实验用牛顿摆装置的制作方法

本实用新型涉及物理实验领域，具体地说就是一种物理实验用牛顿摆装置。

背景技术：

牛顿摆为一种物理实验装置，是多个金属球由吊绳固定成排，当其中一侧的一个球体被抬起释放后，被抬起的球体在重力作用下撞击未被抬起的球体，使位于另一侧的球体弹出，被弹出的球体回落后再次撞击球体，使一侧的球体也被弹出，两侧的球体被交替反复地弹出，形成牛顿摆运动。在物理教学中，借助教学工具对物理当中的定理进行讲解可以使学生更好的理解和掌握。为了向学生更好的演示动量守恒定律和机械能守恒定律，我们可以借助球体碰撞装置。现在市场上存在的球体碰撞装置较为单一，只有相同大小的金属球往复碰撞这一个实验，而不能更换各球大小，或得到详细的实验数据用以证明实验准确性。针对此问题，本实验新型提出一种物理实验用牛顿摆装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种物理实验用牛顿摆装置，可以更换金属球的大小，及调整更换不同大小的球后相邻的距离，能够记录准确的实验数据，在肉眼观测的基础上以数据来证实试验的准确性，本装置结构简单，设计巧妙，零部件方便调整、更换，适用于牛顿摆的验证实验。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种物理实验用牛顿摆装置，包括支架、金属球体和绳线，所述的支架由底板、前框架和后框架组成，所述的底板上侧中间设有水平刻度线，前框架和后框架均固连在底板的上侧，前框架上侧的横杆和后框架上侧的横杆均设有上下通透的固定轨道，所述的横杆的前侧面还设有角度盘轨道，在角度盘轨道上安装有角度盘，所述的固定轨道上安装有若干个滑动架，滑动架上侧的滑动块穿过固定轨道通过固定块固定，滑动架下侧两端设有螺孔，螺孔上安装有两个可拆卸的连绳螺丝，所述的滑动块、固定块和连绳螺丝中间均设有通孔，所述的金属球体上侧安装有两个连绳块，所述的绳线的一端固连在连绳块上，绳线的另一端穿过通孔连接在调节旋钮上，所述的调节旋钮固连在固定块的上侧，所述的金属球体下侧安装有激光灯。

作为优化，所述的角度盘包括支撑杆和盘面，盘面固定在支撑杆上，所述的盘面为度的圆弧槽口状，盘面上刻有角度刻度线。

作为优化，所述的调节旋钮包括进绳块、固定轴块和转轴，所述的进绳块固连在固定块的上侧，所述的固定轴块固定在进绳块的上侧，转轴固连在固定轴块外侧，所述的转轴的内段上安装有卷轮轴，所述的卷轮轴上缠绕绳线，所述的调节旋钮还包括外壳，所述的外壳为圆柱状，外壳内部设有弹板，所述的弹板上设有轴孔，弹板通过轴孔安装在转轴上，在弹板外侧即转轴的外段部分依次安装有垫块和弹簧，所述的转轴顶端设有弹簧限位块，所述的调节旋钮最左端还设有棘轮装置，所述的棘轮装置分别设在固定轴块和外壳的端面一周，通过弹簧的弹力卡合固定。

作为优化，所述的金属球体上侧设有两个斜向上的螺孔和一个竖直向下的螺孔，上侧的两个螺孔安装连绳螺丝，下侧的螺孔安装激光灯。

作为优化，所述的金属球体的数量为3～9个。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型的一种物理实验用牛顿摆装置，利用多个可拆卸部件组装，便于更换不同大小的金属球来进行实验，并且在更换不同直径的球之后，可自由调节相邻金属球的距离，并可进行一定程度的收放绳线，以保证不同大小金属球体的重心高度一致，操作简单快捷，方便使用，可移动角度盘的设计，方便记录释放角度，金属球体底部的激光灯可以在运动时照射在底板上的水平刻度线上，方便记录金属球体的位移距离，本装置能够记录准确的实验数据，在肉眼观测的基础上以数据来证实试验的准确性，结构简单，设计巧妙，零部件方便调整、更换，适用于牛顿摆的验证实验。

附图说明

附图1为本实用新型的轴侧示意图。

附图2为本实用新型金属球体金属球体悬挂的结构示意图。

附图3为本实用新型金属球体金属球体悬挂的结构剖面示意图。

附图4为本实用新型正视图。

附图5为本实用新型使用时正视图。

附图6为本实用新型角度盘结构示意图。

附图7为本实用新型可调拉绳局部放大示意图。

附图8为本实用新型调节装置内部结构剖面示意图。

附图9为本实用新型调节装置局部放大示意图。

附图10为本实用新型外壳示意图。

附图11为本实用新型外壳剖切示意图。

其中，1支架、2底板、3前框架、4后框架、5水平刻度线、6横杆、7固定轨道、8角度盘轨道、9角度盘、10通孔、11滑动架、12滑动块、13固定块、14连绳螺丝、15绳线、16金属球体、17激光灯、18连绳块、19调节旋钮、20支撑杆、21盘面、22固定轴块、23转轴、24卷轮轴、25外壳、26弹板、27轴孔、28垫块、29弹簧、30弹簧限位块、31棘轮装置、32进绳块。

具体实施方式

如图1所示实施例中，一种物理实验用牛顿摆装置，包括支架1、金属球体16和绳线15，所述的支架1由底板2、前框架3和后框架4组成，所述的底板2上侧中间设有水平刻度线5，前框架3和后框架4均固连在底板2的上侧，前框架3上侧的横杆6和后框架4上侧的横杆6均设有上下通透的固定轨道7，所述的横杆6的前侧面还设有角度盘轨道8，在角度盘轨道8上安装有角度盘9，所述的固定轨道7上安装有若干个滑动架11，滑动架11上侧的滑动块12穿过固定轨道7通过固定块13固定，滑动架11下侧两端设有螺孔，螺孔上安装有两个可拆卸的连绳螺丝14，所述的滑动块12、固定块13和连绳螺丝14中间均设有通孔10，所述的金属球体上侧安装有两个连绳块18，所述的绳线15的一端固连在连绳块18上，绳线15的另一端穿过通孔10连接在调节旋钮19上，所述的调节旋钮19固连在固定块13的上侧，所述的金属球体16下侧安装有激光灯17。

所述的角度盘9包括支撑杆20和盘面21，盘面21固定在支撑杆20上，所述的盘面21为90度的圆弧槽口状，盘面21上刻有角度刻度线。

所述的调节旋钮19包括进绳块32、固定轴块22和转轴23，所述的进绳块32固连在固定块13的上侧，所述的固定轴块22固定在进绳块32的上侧，转轴23固连在固定轴块22外侧，所述的转轴23的内段上安装有卷轮轴24，所述的卷轮轴24上缠绕绳线15，所述的调节旋钮19还包括外壳25，所述的外壳25为圆柱状，外壳25内部设有弹板26，所述的弹板26上设有轴孔27，弹板26通过轴孔27安装在转轴23上，在弹板26外侧即转轴23的外段部分依次安装有垫块28和弹簧29，所述的转轴23顶端设有弹簧限位块30，所述的调节旋钮19最左端还设有棘轮装置31，所述的棘轮装置31分别设在固定轴块22和外壳25的端面一周，通过弹簧29的弹力卡合固定。

所述的金属球体16上侧设有两个斜向上的螺孔和一个竖直向下的螺孔，上侧的两个螺孔安装连绳螺丝14，下侧的螺孔安装激光灯17。

所述的金属球体16的数量为3～9个。

本装置在使用时，首先根据需求调整金属球体16的大小以及相邻金属球体16的距离，调整方法为：卸下需调整的金属球体16上的连绳螺丝14，安装到新的金属球体16上。

然后根据与相邻金属球体16的距离向左或者向右调整滑动架11，滑动架11的调整方法为：把固定块13拧松开，但不要拧下来，轻轻移动滑动架11到合适的位置，再把固定块13拧紧即可。

在做撞击实验时，首先将最左侧金属球体16项左上方拉起，使绳线15处于绷直的状态，记录此时的角度，然后释放金属球体16，再观测最右侧金属球体16上的激光灯17照射在水平刻度向上的最远刻度，进行记录，最后利用角度公式、动能转换公式和动量公式等验证动量守恒定律和机械能守恒定律等正确性，完成实验。

本实用新型的一种物理实验用牛顿摆装置，利用多个可拆卸部件组装，便于更换不同大小的金属球来进行实验，并且在更换不同直径的球之后，可自由调节相邻金属球的距离，并可进行一定程度的收放绳线，以保证不同大小金属球体的重心高度一致，操作简单快捷，方便使用，可移动角度盘的设计，方便记录释放角度，金属球体底部的激光灯可以在运动时照射在底板上的水平刻度线上，方便记录金属球体的位移距离，本装置能够记录准确的实验数据，在肉眼观测的基础上以数据来证实试验的准确性，结构简单，设计巧妙，零部件方便调整、更换，适用于牛顿摆的验证实验。

上述具体实施方式仅是本实用新型的具体个案，本实用新型的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本实用新型权利要求书的一种物理实验用牛顿摆装置且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本实用新型的专利保护范围。