由海绵制成。
[0040] 使用方法：把磁柱3吸附于竖直面板1，让重物5偏离平衡位置，并且确保细线4 的形状为直线，并且确保细线4平行于竖直面板1，然后释放重物5,多次实验，找到这个位 置：在该位置释放重物5时，重物5在圆弧运动时恰好可以拉倒磁柱3。标记该位置。为了 表述的方便，该位置记为A位置。
[0041] 用手捏着重物5,使重物5位于A位置，然后开始对此实验摄像。
[0042] 释放重物5,细线4刚经过竖直方向后，重物5随即就进入了圆弧形导轨72,重物 5 -旦和圆弧形导轨72接触，细线4拉力就减小，重物5由于惯性继续沿着圆弧形导轨72 运动，细线4拉力消失，从重物5经过平衡位置到重物5失去细线4的拉力，所经过的弧长 很短，所经历的时间也很短。重物5进入了夹块74,受到夹块74所施加的弹力和摩擦力，最 终被夹在夹块74内，因为重物5进入夹块74前有初速度，又因为夹块74发生了明显的形 变，所以，重物5速度减为零后也不会再滑下来。
[0043] 慢速播放上述视频，可以看到：细线4经过竖直方向，进入了圆弧形导轨72,细线4 几乎同时开始弯曲一一也就是说拉力消失。磁柱3仍然保持水平方向吸附在竖直面板1， 经过大约0. 2秒的时间，从视频明显观察到磁柱3倾倒。
[0044] 由此说明：1，用现有技术来做该实验没有看到重物5在最低点时拉倒磁柱3,不是 因为细线4的形变需要相应时间的原因，而是因为磁柱3的倾倒是一个由慢到快的过程，倾 倒的初始阶段，即使慢镜头播放视频，也很难发现磁柱3明显倾倒。用本实用新型所述的装 置，可以证明：重物5在最低点时，拉力的确有最大值，并且拉力大于重物5的重力。
[0045] 实施例二
[0046] 参见附图6,附图6是夹持装置7的结构示意图，并且画出了夹块74的剖面图，因 为重物5为球形，为了更好的夹持重物5,确保重物5不滑下去，参见附图7所示的实施例 二：垂直于圆弧形导轨72切面且同时垂直于竖直面板1的方向，夹块74的厚度是这样变化 的：距离圆弧形导轨72较近处，夹块74较薄，距离圆弧形导轨72较远处，夹块74较厚。这 样可以施加更大的压力，最大静摩擦力也会增大。
[0047] 对本实用新型的进一步解释：
[0048] 为了让重物5经过平衡位置后，尽早的让细线4拉力消失，可以这样限定：沿着圆 弧形导轨最下端71到上端经过的弧长为细线4长度的十分之一至三十分之一。这样限定， 就可以排除"因为细线4形变需要时间才导致磁柱3延迟倾倒"。
[0049] 还可以这样优化：
[0050] 磁柱3形状可以为圆柱体。
[0051] 圆弧形导轨72可以为薄片状。
[0052] 圆弧形导轨72所在各切面垂直于竖直面板1，因为圆弧形导轨72是曲面，所以不 能说曲面垂直于竖直面，而说曲面的各个切面垂直于竖直平面。
[0053] 圆弧形导轨72的曲率半径小于轨迹线51的半径，这句话是说，让重物5运动半径 减小，可以让细线4拉力为0,于是，可以确保磁柱3只在细线4摆动到竖直位置之前受到 拉力，细线4摆动到竖直位置之后，重物5尽早进入了轨道，重物5被圆弧形导轨72支撑， 细线4的拉力消失。严格的说，细线4经过竖直位置后，在经过极短的时间、很短的弧长内， 细线4对磁柱3还是有拉力的，但是，仍然可以达到本实用新型要解决的技术问题。举例来 说：重物5自由摆动的时候，经过竖直位置以后，继续摆动40度角磁柱3发生倾倒，使用了 本实用新型所述的装置，细线4经过竖直位置后，在继续摆动角度小于5度的时候，重物5 就进入了轨道，导致细线4弯曲、拉力消失，然而磁柱3还是倒掉了，这就说明，磁柱3的倒 掉，不是因为细线4形变需要时间的原因，而是磁柱3倒掉是一个由慢到快的原因。
[0054] 圆弧形导轨最下端71的切线是水平方向，圆弧形导轨最下端71位置略低于轨迹 线51的最低点，"略"字，通常是不清楚的表述。但是，相关领域技术人员看了本说明书以后， 可以理解这个略字，这个略是这个意思：弹力产生的条件有两个必要因素：1，接触，2,有形 变。实际操作过程中，仅仅接触但是没有形变以至没有弹力是很难做到的，所以，圆弧形导 轨最下端71位置略低于轨迹线51的最低点，就是说让重物5经过平衡位置后，尽早的进入 圆弧形导轨72,然后，细线4受到圆弧形导轨72施加的弹力，继而让细线4不受到弹力，如 果让重物5在恰好经过平衡位置的时候就和圆弧形导轨72产生了弹力，那么，细线4的弹 力会因为有了圆弧形导轨72的支持力而发生变化。换句话说：重物5恰好经过平衡位置的 时候，重物5和圆弧形导轨72不接触，重物5刚经过平衡位置，就尽早的接触到了圆弧形导 轨72并受到圆弧形导轨72施加的弹力。这样解释，相关领域技术人员就可以明白略字的 含义了。如果还觉的略字属于不清楚的表述，可以限定：圆弧形导轨最下端71位置比轨迹 线51的最低点低0·
[0055] 相关领域技术人员应当知晓，为了让演示效果更好，夹块74在位于圆弧形导轨72 下端处间距较大，夹块74在位于圆弧形导轨72上端处间距较小，且间距逐渐变化，且夹块 74在位于圆弧形导轨72上端处，夹块74间距小于球形重物5的直径，重物5在经过最低点 时，不和夹块74接触，这是相关领域技术人员应当知晓的，因为，最需要关注的状态就是重 物5经过最低点的状态，所以，不能在重物5下摆至最低点的过程中给重物5施加额外的影 响。细线长度为0. 9m，或者长度为lm，或者长度为I. lm。
[0056] 本实用新型结构简单，利于探宄动力学的一些问题，作为辅助性实验装置，可以做 到实验现象和理论相符。
【主权项】
1.竖直平面圆运动研究装置，包括竖直面板，位于竖直面板下端用于支撑竖直面板的 底座，竖直面板由铁制成，还包括一个由永磁体制成的、形状为柱状的磁柱，磁柱一端吸附 于竖直面板，磁柱另一端栓接一根细线， 细线的上端栓接于磁柱，细线的下端悬挂一个用来做圆弧运动的球形重物，其特征 是： 竖直面板固定连接一个用于使重物经过平衡位置后不受细线拉力并且约束重物运动 的夹持装置，所述夹持装置是该样的： 夹持装置设有用于约束重物运动的圆弧形导轨，圆弧形导轨在竖直平面的剖面形状为 圆弧形，圆弧形导轨所在各切面垂直于竖直面板， 圆弧形导轨的曲率半径小于轨迹线的半径， 圆弧形导轨最下端的切线是水平方向，圆弧形导轨最下端位置略低于轨迹线的最低 点， 圆弧形导轨上端距磁柱的距离小于轨迹线的半径， 圆弧形导轨的两个侧面均固定连接有侧板，侧板所在平面为竖直平面，两个侧板的内 面均贴敷有由弹性材料制成的、用于夹持重物的夹块，夹块在距导轨相同距离处其水平方 向的厚度是该样变化的；圆弧形导轨的下端夹块较薄，圆弧形导轨的上端夹块较厚， 沿着圆弧形导轨最下端到上端经过的弧长为细线长度的十分之一， 细线长度为0. 9m。
【专利摘要】本实用新型属于动力学研究装置领域，尤其是研究圆周运动所涉及到的动力学装置。一个细线拴着一个重物在竖直平面做圆周运动，出现了实验现象和理论不符的情况，为了解释该现象并且证明理论的正确，本实用新型提出一种装置：竖直平面圆运动研究装置，包括竖直面板、磁柱、细线、重物，其特征是：竖直面板固定连接夹持装置，所述夹持装置是这样的：夹持装置设有圆弧形导轨，圆弧形导轨固定连接有侧板，侧板的内面均贴敷有夹块，夹块在距导轨相同距离处其水平方向的厚度是这样变化的：圆弧形导轨的下端夹块较薄，圆弧形导轨的上端夹块较厚。夹块的厚度是这样变化的：距离圆弧形导轨较近处，夹块较薄，距离圆弧形导轨较远处，夹块较厚。
【IPC分类】G09B23-10
【公开号】CN204375289
【申请号】CN201520069871
【发明人】王振环
【申请人】王振环
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月30日