专利名称：转动惯量实验测量装置的制作方法
技术领域：
转动惯量实验测量装置，属于物理实验装置领域，具体涉及一种测量转动惯量的实验装置。
背景技术：
转动惯量是描述物体(刚体)转动的重要参量，对于一些特殊形状的物体(刚体) 可以用数学计算得到，但大部分的实际物体，由于其形状各异很难进行计算，只能用实验测得。目前，测量转动惯量的仪器很多，如三线摆型、扭摆型、差速型、动力型、气垫型、智能型、 塔轮型等，型号各异。其中结构简单、实用、直观的是塔轮型转动惯量仪，而且利用塔轮型转动惯量仪还可以验证转动定律、平行轴定理以及作图法处理实验数据等。因此，在大学物理实验中，塔轮型转动惯量仪是比较适合的一种方法。在塔轮型转动惯量仪中需要测定砝码下降的高度和时间这两个量，目前的转动惯量实验中一般用秒表测量砝码下降时间和米尺测砝码下降高度，由于学生反应速度和测量习惯的不同，用秒表和米尺很难测准确，会带来比较大的误差，因此必须改变测量这两个量的方法。针对这个课题，目前有许多相关的设计，比如用计数器加数字毫秒计的方法、用霍尔元件加数字毫秒计的方法等，但这些都需要购进新设备而增加实验成本。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单，测量方便准确的转动惯量实验测量装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是该转动惯量实验测量装置，包括转动惯量仪、滑轮、砝码和尼龙线，尼龙线跨过滑轮一端与转动惯量仪联接，另一端与砝码联接，其特征在于尼龙线上设有挡光片，挡光片设置在挡光片轨道内，挡光片轨道表面设有长度刻度，两端装有光电门，光电门通过光电门连线与数字毫秒计联接。所述挡光片为倒T形，纵平面中部水平设有两连线孔，通过两连线孔与尼龙线固定。所述挡光片轨道中部横向贯穿有与挡光片相配合的轨道槽，轨道槽内表面光滑， 以减少挡光片在挡光片轨道中滑行时的摩擦力。所述挡光片轨道下方设有可上下调节的轨道支架。用以调节轨道的高度，使连接挡光片的尼龙线在应用不同塔轮时保持水平。所述两光电门可移动的安装在挡光片轨道上。所述挡光片轨道采用塑料或不锈钢制成。与现有技术相比，本实用新型转动惯量实验测量装置所具有的有益效果是本实验装置通过设置测量砝码下落高度的装置和数字毫秒计，可以更精确的测出砝码下降高度和时间这两个关键的实验数据，提高实验的精度，同时实验的过程更加简单。其中，数字毫秒计是大学物理实验“气垫导轨上测滑块的速度和加速度”的常规实验设备，直接利用不需要额外购置设备，降低实验器材的改造成本，便于制作。
图I是本实用新型整体结构示意图。图2是本实用新型挡光片轨道示意图。图3是本实用新型挡光片轨道左视图。图4是本实用新型挡光片主视图。图5是本实用新型挡光片左视图。图6是本实用新型挡光片与轨道配合示意图。其中I、转动惯量仪2、光电门3、挡光片4、挡光片轨道5、数字毫秒计6、滑轮
7、砝码8、轨道支架9、光电门连线10、尼龙线。图I 6是本实用新型转动惯量实验测量装置的最佳实施例，
以下结合附图I 6对本实用新型做进一步说明
具体实施方式
参照附图I :该转动惯量实验测量装置由转动惯量仪I、光电门2、挡光片3、挡光片轨道4、数字毫秒计5、滑轮6、砝码7和尼龙线10组成，尼龙线10跨过滑轮6 —端与转动惯量仪I联接， 另一端与砝码7联接，尼龙线10上设有挡光片3，挡光片3设置在挡光片轨道4内，挡光片轨道4两端装有光电门2，光电门2通过光电门连线9与数字毫秒计5联接。两光电门2可移动的安装在挡光片轨道4上。挡光片轨道4下方设有可上下调节的轨道支架8，用以调节轨道的高度，使连接挡光片的尼龙线在应用不同塔轮时保持水平。参照附图2 3:挡光片轨道4表面设有长度刻度，挡光片轨道4中部横向贯穿有与挡光片3相配合的轨道槽，轨道槽内表面光滑。挡光片轨道4可以采用塑料或不锈钢制作。参照附图4 6:挡光片3为倒T形，纵平面中部水平设有两连线孔，通过两连线孔与尼龙线10固定。挡光片3安装在挡光片轨道4的轨道槽内，通过尼龙线10带动在轨道槽内滑动。工作原理与工作过程如下在转动惯量实验中，主要是测量砝码7下落的高度和下落的时间，通过这两个物理量就可以测量刚体的转动惯量和验证转动定律以及学习用作图法处理实验数据等实验内容。对于砝码下落的高度，由于砝码7与挡光片3通过尼龙线10相连，砝码下落的高度即为挡光片走过的距离，因此两光电门2之间的距离即为砝码下落的高度，可以直接利用挡光片轨道4上的刻度直接读出下落高度的数值。砝码下落的时间，可以由数字毫秒计5读出。实验时，把数字毫秒计上的控制选择开关置于“光控”挡，打开开关。当挡光片3经过第一个光电门挡光时开始计时，经第二个光电门挡光时停止计时，则数字毫秒计显示的时间即为砝码下落对应高度时的时间。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
权利要求1.转动惯量实验测量装置，包括转动惯量仪(I)、滑轮(6)、砝码(7)和尼龙线(10)，尼龙线(10)跨过滑轮(6) —端与转动惯量仪(I)联接，另一端与砝码(7)联接，其特征在于 尼龙线(10)上设有挡光片(3)，挡光片(3)设置在挡光片轨道(4)内，挡光片轨道(4)表面设有长度刻度，两端装有光电门(2)，光电门(2)通过光电门连线(9)与数字毫秒计(5)联接。
2.根据权利要求I所述的转动惯量实验测量装置，其特征在于所述挡光片(3)为倒T 形，纵平面中部水平设有两连线孔，通过两连线孔与尼龙线(10)固定。
3.根据权利要求I所述的转动惯量实验测量装置，其特征在于所述挡光片轨道(4) 中部横向贯穿有与挡光片(3)相配合的轨道槽，轨道槽内表面光滑。
4.根据权利要求I或3所述的转动惯量实验测量装置，其特征在于所述挡光片轨道 (4)下方设有可上下调节的轨道支架(8)。
5.根据权利要求I所述的转动惯量实验测量装置，其特征在于所述两光电门(2)可移动的安装在挡光片轨道(4)上。
6.根据权利要求I或3所述的转动惯量实验测量装置，其特征在于所述挡光片轨道(4)采用塑料或不锈钢制成。
专利摘要转动惯量实验测量装置，属于物理实验装置领域，包括转动惯量仪(1)、滑轮(6)、砝码(7)和尼龙线(10)，尼龙线(10)跨过滑轮(6)一端与转动惯量仪(1)联接，另一端与砝码(7)联接，其特征在于尼龙线(10)上设有挡光片(3)，挡光片(3)设置在挡光片轨道(4)内，挡光片轨道(4)表面设有长度刻度，两端装有光电门(2)，光电门(2)通过光电门连线(9)与数字毫秒计(5)联接。通过设置测量砝码下落高度的装置和数字毫秒计，可以更精确的测出砝码下降高度和时间这两个关键的实验数据，提高实验的精度，同时实验的过程更加简单，实验设备改造成本低。
文档编号G09B23/10GK202352190SQ20112051389
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者范兴凯, 陈公凯 申请人:陈公凯