一种实验教学用单摆装置的制作方法

本实用新型涉及实验教学设备技术领域，尤其涉及一种实验教学用单摆装置。

背景技术：

众所周知，在物理学中单摆的周期公式为t=2πj(l/g)，老师在上课时为了验证这一公式就需要做实验，在单摆实验中为了让实验的结果具有说服力，常常会采用控制变量法来进行实验；

然而现有的单摆装置功能单一，只能对单一条件进行实验，实验不具有对比性，因此给老师的实验带来很多麻烦，并且数据的准确性也不高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在单摆装置功能单一，只能对单一条件进行实验，实验不具有对比性，因此给老师的实验带来很多麻烦，并且数据的准确性也不高的缺点，而提出的一种实验教学用单摆装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种实验教学用单摆装置，包括底座，所述底座的顶部固定安装有固定板，固定板上固定连接有第一刻度尺，固定板的顶部固定安装有顶板，顶板的顶部开设有固定孔，固定孔内转动安装有绕线轮，绕线轮上绕设有连接绳，连接绳的一端固定连接有摆球，所述底座的顶部固定安装有位移传感器，底座的顶部设有固定柱，固定柱的底部开设有固定槽，固定槽内滑动安装有安装杆，安装杆的底端焊接在底座的顶部，固定柱的一侧开设有连接孔，连接孔内滑动安装有螺纹柱，所述螺纹柱上螺纹安装有螺母，螺母转动安装在固定柱上，螺纹柱上固定连接有第二刻度尺，所述螺纹柱的顶部开设有滑孔，滑孔内滑动安装有挡板，挡板与摆球相接触。

优选的，所述绕线轮的一侧固定安装有第一锥齿轮，固定孔的一侧内壁上开设有转动孔，转动孔内转动安装有转动杆，转动杆的一端固定安装有第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，控制座带动卡块滑出卡槽，转动杆在滑槽内被动滑动并拉动弹簧，弹簧发生弹性形变。

优选的，所述顶板的一侧设有控制座，控制座的一侧开设有滑槽，转动杆滑动安装在滑槽内，转动杆的一端焊接有弹簧，弹簧的一端焊接在滑槽的一侧内壁上，控制座的一侧焊接有卡块，顶板的一侧开设有多个卡槽，卡块与卡槽相适配，拉动控制座，控制座带动卡块滑出卡槽。

优选的，所述挡板的两侧均开设有连接槽，两个连接槽内均滑动安装有限位块，滑孔的两侧内壁上均开设有限位槽，限位块与限位槽相适配，两个连接槽相互靠近的一侧内壁上开设有同一个通孔，通孔内转动安装有齿轮，齿条带动对应的限位块移动，限位块滑出对应的限位槽，即可取消挡板的固定。

优选的，两个限位块相互靠近的一侧均焊接有齿条，两个齿条均与齿轮啮合，齿轮的一侧固定安装有控制杆，控制杆的一端固定安装有转动块，转动块带动控制杆转动，控制杆带动齿轮转动，齿轮带动两个齿条移动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

（1）本方案通过将摆球放置在挡板的一侧，底座上可以放置多个不同质量的摆球，螺母带动螺纹柱移动，螺纹柱带动挡板移动，通过观察螺纹柱上第二刻度尺的数值进行调节摆球移动的距离后，转动块带动控制杆转动，控制杆带动齿轮转动，齿条带动对应的限位块移动，即可取消挡板的固定；

（2）本方案通过向下拉动挡板，挡板与摆球脱离，摆球因重力发生摆动，拉动控制座，控制座带动卡块滑出卡槽，转动杆在滑槽内被动滑动并拉动弹簧，转动控制座，控制座带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮带动第一锥齿轮转动；

（3）本方案通过第一锥齿轮带动绕线轮转动，绕线轮带动连接绳绕设，松开控制座，因为弹簧的弹性作用带动卡块滑入卡槽内，即可固定绕线轮的位置，可观察不同长度的摆球摆动数据；

本实用新型结构合理，操作方便，该单摆装置功能丰富，能对不同调节下的摆球进行实验，实验具有对比性，数据的准确性高。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种实验教学用单摆装置的主视结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种实验教学用单摆装置的a部分结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种实验教学用单摆装置的b部分结构示意图。

图中：1、底座；2、固定板；3、顶板；4、固定孔；5、绕线轮；6、连接绳；7、摆球；8、位移传感器；9、固定柱；10、螺纹柱；11、螺母；12、滑孔；13、挡板；14、限位块；15、齿条；16、齿轮；17、转动块；18、第一锥齿轮；19、第二锥齿轮；20、转动杆；21、控制座。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-3，一种实验教学用单摆装置，包括底座1，底座1的顶部固定安装有固定板2，固定板2上固定连接有第一刻度尺，固定板2的顶部固定安装有顶板3，顶板3的顶部开设有固定孔4，固定孔4内转动安装有绕线轮5，绕线轮5上绕设有连接绳6，连接绳6的一端固定连接有摆球7，底座1的顶部固定安装有位移传感器8，底座1的顶部设有固定柱9，固定柱9的底部开设有固定槽，固定槽内滑动安装有安装杆，安装杆的底端焊接在底座1的顶部，固定柱9的一侧开设有连接孔，连接孔内滑动安装有螺纹柱10，螺纹柱10上螺纹安装有螺母11，螺母11转动安装在固定柱9上，螺纹柱10上固定连接有第二刻度尺，螺纹柱10的顶部开设有滑孔12，滑孔12内滑动安装有挡板13，挡板13与摆球7相接触。

本实施例中，绕线轮5的一侧固定安装有第一锥齿轮18，固定孔4的一侧内壁上开设有转动孔，转动孔内转动安装有转动杆20，转动杆20的一端固定安装有第二锥齿轮19，第二锥齿轮19与第一锥齿轮18啮合，控制座21带动卡块滑出卡槽，转动杆20在滑槽内被动滑动并拉动弹簧，弹簧发生弹性形变。

本实施例中，顶板3的一侧设有控制座21，控制座21的一侧开设有滑槽，转动杆20滑动安装在滑槽内，转动杆20的一端焊接有弹簧，弹簧的一端焊接在滑槽的一侧内壁上，控制座21的一侧焊接有卡块，顶板3的一侧开设有多个卡槽，卡块与卡槽相适配，拉动控制座21，控制座21带动卡块滑出卡槽。

本实施例中，挡板13的两侧均开设有连接槽，两个连接槽内均滑动安装有限位块14，滑孔12的两侧内壁上均开设有限位槽，限位块14与限位槽相适配，两个连接槽相互靠近的一侧内壁上开设有同一个通孔，通孔内转动安装有齿轮16，齿条15带动对应的限位块14移动，限位块14滑出对应的限位槽，即可取消挡板13的固定。

本实施例中，两个限位块14相互靠近的一侧均焊接有齿条15，两个齿条15均与齿轮16啮合，齿轮16的一侧固定安装有控制杆，控制杆的一端固定安装有转动块17，转动块17带动控制杆转动，控制杆带动齿轮16转动，齿轮16带动两个齿条15移动。

本实施例中，通过将摆球7放置在挡板13的一侧，底座1上可以放置多个不同质量的摆球7，转动螺母11，螺母11带动螺纹柱10移动，螺纹柱10带动挡板13移动，挡板13带动摆球7移动，通过观察螺纹柱10上第二刻度尺的数值进行调节摆球7移动的距离后，转动转动块17，转动块17带动控制杆转动，控制杆带动齿轮16转动，齿轮16带动两个齿条15移动，齿条15带动对应的限位块14移动，限位块14滑出对应的限位槽，即可取消挡板13的固定，通过向下拉动挡板13，挡板13与摆球7脱离，摆球7因重力发生摆动，位移传感器8记录摆球7来回摆动两次的数据，拉动控制座21，控制座21带动卡块滑出卡槽，转动杆20在滑槽内被动滑动并拉动弹簧，弹簧发生弹性形变，转动控制座21，控制座21带动第二锥齿轮19转动，第二锥齿轮19带动第一锥齿轮18转动，通过第一锥齿轮18带动绕线轮5转动，绕线轮5带动连接绳6绕设，连接绳6带动摆球7移动高度，松开控制座21，因为弹簧的弹性作用带动卡块滑入卡槽内，即可固定绕线轮5的位置，调整固定柱9的高度后，即可再次移动挡板13并对摆球7进行摆动，可观察不同长度的摆球7摆动数据，本实用新型结构合理，操作方便，该单摆装置功能丰富，能对不同调节下的摆球7进行实验，实验具有对比性，数据的准确性高。