复摆可倒摆综合实验仪的制作方法

1.本实用新型涉及实验仪技术领域，具体为一种复摆可倒摆综合实验仪。


背景技术：

2.复摆可倒摆实验仪是大学物理的基础实验，现有一些院校所使用的仪器。
3.现有的复摆可倒摆综合实验仪做摆杆摆动实验时，摆杆初始位置没有确定的位置，进行对摆动周期测量时，有的厂家用秒表，有的用光电门，位置不稳定，这都会影响测量结果数据的一致性。
4.因此，针对上述问题提出复摆可倒摆综合实验仪。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种复摆可倒摆综合实验仪，解决了上述背景技术中提出现有的复摆可倒摆综合实验仪做摆杆摆动实验时，摆杆初始位置没有确定的位置，进行对摆动周期测量时，有的厂家用秒表，有的用光电门，位置不稳定，这都会影响测量结果数据的一致性的问题。
6.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：本实用新型所述的复摆可倒摆综合实验仪，包括底座；所述底座的上表面设置有水准器，所述底座的上表面固定连接有立柱，所述立柱一端固定连接有刀承与刀口互换锁紧手柄，所述底座的上端面设置有测量组件，通过移动光电门支架，光电门上摆杆位置参照刻尺，方便摆杆的周期的测量，使仪器整体结构更加完善而且减少实验空间。
7.优选的，所述测量组件包括光电支架，套接在所述立柱上，所述光电支架的上表面固定连接有光电门，所述光电支架的一侧螺纹套接有锁紧手轮，通过如此设置，不但方便了测量，而且缩小了实验空间。
8.优选的，所述刀承与刀口互换锁紧手柄的一侧设置有三角形刀口，所述刀承与刀口互换锁紧手柄的上表面设置有插入刀口一，所述插入刀口一的底部设置有u型刀承，通过如此设置，便于对u型刀承进行安装。
9.优选的，u型刀承的内设置有摆杆，所述插入刀口一与摆杆连接后共同架于u型刀承上，所述摆杆的外侧从上自下依次设置有第一电木摆锤、第一铁摆锤、第二电木摆锤和第二铁摆锤，通过如此设置，可以对不同的摆锤在摆杆上进行上下不同位置的移动安装，可获得可倒摆近似相同的摆动周期。
10.优选的，所述摆杆的上表面和下表面均设置有m3螺杆，所述m3螺杆的外侧螺纹套接有一号限位螺母和微调螺母，所述m3螺杆另一端设置有挡光柱，所述摆杆孔的内部设置有加重安装柱，所述加重安装柱的外表面设置二号限位螺母，所述二号限位螺母外有加重片通过调节微调螺母使得摆杆相对于“0”位置安装于桌面刀口上使其处于平衡状态。
11.优选的，所述摆杆的外侧设置有卡板，所述卡板位于所述第二电木摆锤的底端，所述卡板的外侧面开设有插入刀口二。
12.优选的，所述光电门的上表面可拆卸连接有摆杆位置参照刻尺，所述摆杆位置参照刻尺的外表面设置有带有数字的刻线，通过如此设置，便于在测量中进行观察。
13.优选的，所述底座的下表面固定连接有三个调平底脚，所述底座上表面相对于三个所述调平底脚的位置设置有三个调平手轮，通过如此设置，可以增加装置放置的稳定性。
14.本实用新型提供了一种复摆可倒摆综合实验仪，具备以下有益效果：
15.1、本实用新型通过复摆和可倒摆实验均能测出重力加速度，在仪器的立柱上设计了摆杆位置参照标尺，摆杆摆动时使摆杆的初始位置固定，这样重复测量摆杆的摆动周期的数据一致性要好，将光电门安装在立柱上，针对摆杆不同点摆动周期测量时，可以使光电门在立柱上进行上下移动，不但方便了测量，而且缩小了实验空间。
16.2、本实用新型可完成的实验内容为：研究物理摆的摆动周期与摆动轴位置的关系；求测物理摆的共轭点及等值单摆长；测定重力加速度；研究复摆周期的微调原理；组装成开特氏可倒摆；测试摆的撞击中心。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
18.图1为实施例一的整体结构示意图；
19.图2为实施例一的右视结构示意图；
20.图3为实施例一的摆杆位置参照刻尺结构示意图；
21.图4为实施例一的摆杆位置参照刻尺及光电门支架装配图结构示意图；
22.图5为实施例一的物理摆的摆动周期与摆动轴位置的结构示意图；
23.图6为实施例二的开特式摆的安装法结构示意图；
24.图7为实施例一的求杆的撞击重心结构示意图；
25.图8为实施例一的加重片安装结构示意图；
26.图9为实施例一的卡板和插入刀口二安装结构示意图；
27.图10为实施例一、二，确定摆杆中心“0”与桌面上刀口的平衡位置，桌面上刀口示意图。
28.图中：1、底座；2、水准器；3、立柱；4、刀承与刀口互换锁紧手柄；5、三角形刀口；6、插入刀口一；7、u型刀承；8、摆杆；9、第一电木摆锤；10、第一铁摆锤；11、m3螺杆；12、一号限位螺母；13、微调螺母；14、挡光柱； 15、调平手轮；16、调平底脚；17、第二电木摆锤；18、第二铁摆锤；19、卡板；20、插入刀口二；21、光电支架；22、光电门；23、锁紧手轮；24、摆杆位置参照刻尺；25、数字毫秒计；26、加重安装柱；27、加重片；28、二号限位螺母。29、桌面上刀口
29.其中，所述数字毫秒计(25)的型号为(muj
‑ⅲ
a)。
具体实施方式
30.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，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实
施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.实施例一
32.请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图7、图8，图9，图10所示，复摆可倒摆综合实验仪，包括底座1；底座1的上表面设置有水准器2，底座1 的上表面固定连接有立柱3，立柱3远离水准器2的一端固定连接有刀承与刀口互换锁紧手柄4，底座1的上端面设置有测量组件；工作时，通过设有测量组件，可以通过摆杆位置参照刻尺24，方便摆杆8的周期的测量，使仪器整体结构更加完善而且减少实验空间，不但方便了测量，而且缩小了实验空间。
33.测量组件包括光电支架21，所述光电支架21套接在所述立柱(3)上，光电支架21的上表面固定连接有光电门22，光电支架21的一侧螺纹套接有锁紧手轮23；工作时，通过将光电门22安装在立柱3上使其能上下移动，不但方便了测量，而且缩小了实验空间。
34.刀承与刀口互换锁紧手柄4的一侧设置有三角形刀口5，刀承与刀口互换锁紧手柄4的上表面设置有插入刀口一6，插入刀口一6的底部设置有u型刀承7。
35.u型刀承7的内部设置有摆杆8，插入刀口一6与摆杆8连接后共同架于 u型刀承7上，摆杆8的外侧从上自下依次设置有第一电木摆锤9、第一铁摆锤10、第二电木摆锤17和第二铁摆锤18；工作时，通过如此设置，可以对不同的摆锤进行测量，从而得到不同的数据。
36.摆杆8的上表面和下表面均设置有m3螺杆11，m3螺杆11的外侧螺纹套接有一号限位螺母12和微调螺母13，m3螺杆11另一端设置有挡光柱14，所述m3螺杆11另一端设置有挡光柱14，所述摆杆8孔的内部设置有加重安装柱26，所述加重安装柱26的外表面设置二号限位螺母28，所述二号限位螺母28外有加重片27，通过调节微调螺母使得摆杆相对于“0”位置，安装于桌面刀口上使其处于平衡状态。
37.摆杆8的外侧设置有卡板19，卡板19位于第二电木摆锤17的底端，卡板19的外侧面开设有插入刀口二20；工作时，通过设有插入刀口二20，可以将其放入摆杆任意孔内。
38.光电门22的上表面可拆卸连接有摆杆位置参照刻尺24，摆杆位置参照刻尺24的外表面设置有带有数字的刻线；工作时，通过设有摆杆位置参照刻尺 24，可以增加实验的准确性。
39.所述底座1的下表面固定连接有三个调平底脚16，所述底座1上表面相对于三个所述调平底脚16的位置设置有三个调平手轮15。
40.实施例二
41.请参阅图6所示，对比实施例一，作为本实用新型的另一种实施方式，摆杆8的表面开设有若干孔，任意相邻两个孔之间的距离为十毫米；工作时，通过上下移动光电门22及支架调整与挡光杆的位置，同时与参考摆杆位置参照刻尺24，以小摆幅摆动，用数字毫秒计25对每一个孔的振动周期进行测定。
42.工作原理：
43.实验一：研究物理摆的摆动周期与摆动轴位置的关系，求测物理摆的共轭点及等值单摆长，测定重力加速度。
44.实验步骤：
45.(一)将仪器平稳放置在平稳的实验台上，在底座1上安放水准器2通，通过调平手轮15对仪器水平进行调整，再次通过调节调平手轮15使摆杆8 处于铅垂状态。
46.(二)将复摆摆杆8置于桌面上的刀口上，以摆杆8中心“0”为基准点，即为复摆的重心位置，调整微调螺母，确定中心与桌面上刀口的平衡位置，此时微调螺母13调整好后位置保持不变。
47.(三)摆杆8上每个孔的位置为10mm。
48.(四)将复摆摆杆8的每个孔依次悬挂在三角刀口上正挂或倒挂，通过上下移动光电门22及支架调整与挡光杆的位置，同时与参考摆杆位置参照刻尺24，以小摆幅摆动，用数字毫秒计25对每一个孔的振动周期进行测定此时毫秒计默认周期为10次
49.(五)读出或量出每一孔孔内径与刀口接触点到复摆重心的距离。
50.(六)绘出振动周期与转动轴位置之间的关系图，求测物理摆的共轭点及等值单摆长，计算重力加速度。依据以下公式求得重力加速度。
51.重力加速度g即可以下列公式求得
52.实验二：研究复摆周期的微调原理。
53.实验步骤：
54.(一)调节复摆两端的二个微调螺母13，见结构图可在周期测定仪上读出周期的微小变化，以研究复摆周期的微调原理。
55.(二)以不同的加重及不同的加重点来研究复摆的微调：
56.实验a以复摆实验的装配状态下，选定一个孔做转动轴，在摆杆8上装上加重安装柱，再在柱上逐个增加加重片和测定周期，可以看到周期随增加重量的不同而变化。
57.实验b在整条摆杆8上分4-5点重复上述加重过程并测定周期，可以看到周期随加重位置不同而变化。
58.注摆杆8摆动时一定要与摆杆位置参照刻尺24相对应来确定摆杆8初始位置，确保摆动周期数据的一致性
59.实验三：开特式摆实验(开特式摆的安装法见图2)。
60.实验步骤：
61.(一)将u型刀承7及三角形刀口5转动180度，u型刀承7转换到前面。
62.(二)按装配图右视图位置，在摆杆8上安装四个摆锤，或按图6
63.铁制的和塑料制的对称的安装在摆杆8上。目的是要抵消实验时的空气浮力影响及减少阻力影响。然后将摆杆8放入u型刀成缺口处使其支承刀口。
64.(三)按复摆实验的方式上下移动光电门22及支架、摆杆位置参照刻尺 24使其正对于挡光柱14。
65.开特摆可在u型刀承7上正挂，也能掉个头倒挂，各个摆锤和插入刀口均可在摆杆8上移动，改变它们的位置，便可以作到以第一刀口和第二刀口挂在支架上的摆动周期t1和t2，而第一刀口与第二刀口之间的距离见图6 即为等值单摆长l是可以较精确地测定的，再测出周期t后，便可以根据公式求出重力加速度了。
66.实际上要调节点时摆的周期t1、t2数值完全一样是比较困难的，只要t1 ≈t2就够了，可利用桌上刀口求出摆的重心g，由o或o’到g的距离为h1、 h2。见图6则可由公式：
较精确地计算出重力加速度g。
67.注可用大塑锤和小金属锤在摆杆8上，移动两锤，也可移动插入刀口，选定位置可找到t1与t2基本相同的位置就可用公式求出重力加速度了
68.实验四：求杆的撞击重心。
69.图7所示的方式来验证：设杆铅直地悬挂不动，在杆侧面的适当高度上加一碰撞击量s，来看转轴o处是否同时产生横向力而发生碰撞。
70.把摆杆8的上端第二孔装上一个插入刀口，再用卡板19固定。把摆杆8 以刀口搁置于u型刀承7上，由转轴o到质心c的距离为a，图8用敲击槌在摆左右侧面的不同高度敲击，当敲击点在k点以上时，因转动轴o同时受到碰撞冲量s的作用，刀口将在刀承平面上向敲击相同方向移动，若敲击点在k 点以下时，刀口将敲击相反方向移动，若敲击点刚在k点，则刀口不移动。说明此时刀口未受到碰撞冲量的作用，此点即为撞击中心k，上例中a＝3/4l。
71.从下面表格的测量数据可以看出，摆杆8初始位置的确定使得周期数据一致性好，同时光电门22及支架在立柱3上做上下移动方便了测量。
72.实验数据验证摆杆摆动参考标尺的重要性任选三点数据如下：
[0073][0074]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0075]
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。