专利名称：导轨滚球演示实验仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及导轨滚球演示实验仪，属大学物理演示实验仪器领域。
分析刚体0所受的力重力mg竖直向下，作用于质心；正压力N垂直于斜面向上，作用于底侧部，力的作用线过质心；静摩擦力f沿斜面向上，作用于底侧部。根据上述原理可列出方程如下。mgsina-f=my...]]>N-mg cos a＝0fR=Jθ..]]>y...=Rθ..]]>式中，R为刚体的转动半径，J为刚体的转动惯量。据此可解出下列结果。这些结果告诉我们m、J、R等量是如何影响刚体的运动的，例如下列第二式告诉我们们在m、J相同时，刚体质心的加速度随R的增加而增加。本仪器选取的两个滚动刚体为两个均匀球体，它们的半径r相同，质量m相同，转动惯量J(＝0.4mr2)也相同，但它们的转动半径R不同。因而两球滚动运动快慢的差异即可反映转动半径R的影响。θ..=mgRsinaJ+mR2]]>y..=mgR2sinaJ+mR2]]>f=mgJsinaJ+mR2]]>N＝mg cos a本发明的目的是提供一种结构简单实验效果明显的导轨滚球演示实验仪。
本仪器由底板、导轨、启动器和滚球组成。在底板上设置两组导轨，每组导轨由两块弧形板组成。构成两组导轨的四块弧形板的长度、高度和弧形完全相同。构成每组导轨的两块弧形板均竖直且平行地固定在底板上，有一定间距。两组导轨的弧形板间距不同，所以形成了两组宽窄不同的导轨。由于两导轨宽窄不同，所以把相同的滚球放在上面时其转动半径即不相同。在导轨的一端设置有启动器。启动器可以挡住滚球和释放滚球。滚球为一球形刚体。
实验时，先将两个滚球分别放在两导轨的一端，并用启动器挡住。实验开始时即按动启动器释放滚球使它们同时下滚。滚球运动到导轨的另一端后即自动返回。如此往复运动多次，由于运动时间较长，使微小的运动差异得以积累，便能让人非常直观地看出哪一个更快。本仪器可以很明显地演示不同转动半径的相同球形刚体的运动速度的不同。继续观测，看哪一个球先停下来，可帮助人们了解转动半径对滚球能耗的影响。
权利要求
1.一种导轨滚球演示实验仪，其特征是由底板、导轨、启动器和滚球组成，在底板上设置两组导轨，每组导轨由两块弧形板组成，构成两组导轨的四块弧形板的长度、高度和弧形完全相同，构成每组导轨的两块弧形板均竖直且平行地固定在底板上，有一定间距，两组导轨的弧形板间距不同，在导轨的一端设置有启动器，启动器可以挡住滚球和释放滚球，滚球为一球形刚体。
全文摘要
一种导轨滚球演示实验仪，属教学实验仪器领域。本实验仪由底板、导轨、启动器和滚球组成。在底板上设置两组导轨，每组导轨由两块弧形板组成。构成两组导轨的四块弧形板的长度、高度和弧形完全相同。构成每组导轨的两块弧形板均竖直且平行地固定在底板上，有一定间距。两组导轨的弧形板间距不同，在导轨的一端设置有启动器。启动器可以挡住滚球和释放滚球。滚球为一球形刚体。本实验仪可以很明显地演示不同转动半径的相同球形刚体的运动速度不同。
文档编号G09B23/00GK1447292SQ03109128
公开日2003年10月8日 申请日期2003年4月4日 优先权日2003年4月4日
发明者路峻岭, 汪荣宝 申请人:清华大学