复摆实验组合仪的设计.pdfVIP

2012年 lO月 枣庄学院学报 0ct．2012 第29卷 第5期 JOURNALOFZAOZHUANGUNIVERSITY Vol_29NO．5 复摆实验组合仪的设计 李建全，王宁，李岩生 (枣庄学院 光电工程学院，山东 枣庄 277l60) [摘 要]本文在新型单摆实验仪的基础上 ，进行了一系列改进，综合了多种复摆功能设计，自创 了，部分复摆功能设计 ， 可用于测量重力加速度、测量刚体质心位置和定轴转动刚体的转动惯量、验证刚体力学相关的一些规律，如平行轴定 理、机械能守恒定律 、转动定律和角动量守恒定律． [关键词]新型单摆实验仪 ；复摆实验组合仪；大学物理实验改进 [中图分类号]0322 [文献标识码]A [文章编号]1004—7077(2012)05—0068—05 l 研究 目的 在 新 型 单 摆 实 验 仪 的基 础 上 进 行 一 系列 改 进 ，可 以设 计 出验 证 刚 体 力 学 规 律 的新 仪 器 ． 2 新型单摆实验仪改进点分析及相应的改进方案 3 复摆实验组合仪组成 本 仪 器 由实 验 仪 和 测 试 仪 两 部 分 组 成 [收稿 日期]2012—08—30 [作者简介]李建全 (1975一)，男，Lj【东枣庄人，枣庄学院光电1：程学院讲师，主要从事大学物理的教学 卜j研究 · 68 · 李建全，王宁。李岩生 复摆实验组合仪的设计 3．1 实 验 仪 3．1．1 支 架 底 座 上 有 四个 可 调 水 平 的螺 丝 ，底 座 后 部 固定 一 立 柱 ，立 柱 上 方 固定 一 横 梁 ，上 嵌 一 凹槽 ，用 于支 撑 复 摆 上 的刀 口；前 方 为 一 细 小 圆柱 ，用 于 支 撑 复 摆 上 的小 轴 承 ．底 座 靠 近 立 柱 处 放 置一 光 电 门 ．为 了减 小 转 轴 处 的摩 擦 ，将 旋 转 支 架 设 计 成 线 接 触 ，由)-j口和 刀 架 组 成 ，类 似 天-y,-的 刀 架 式 悬 挂 机 构 J． 3．1．2 复 摆 4付 ：可 倒 摆 、多孔 摆 、结 合 摆 和 旋 转 摆 3．1．2．1 可 倒 摆 可 倒 摆 由一 长 条 金 属 板 和 两 个 游 标 组 成 ，金 属 板 长 为 70厘 米 ，中 间 开 有 直 槽 ，游 标 可 以在 槽 中 自 由移 动 ，且 可 挂 在 刀 口上 成 为 转 动 轴 (刀 口连 续 滑 动 ，用 于 寻 找 共 轭 点 )．需 要 指 出 的是 ，游 标 每 变 一 个 位 置 ，由于 摆 杆 的质 量 分 布 跟 着 改 变 ，所 以也 就 形 成 了一 个 新 的 复摆 ，这 是 与 之 前 的复 摆 的最 大 区别 ．为 了对 周 期 做 微 小 的调 整 ，摆 杆 两 端 装 有 挡 光 杆 及 微 调 螺 母 ． 3．1．2．2 多 孑L摆 在 长 70cm ，宽 3cm ，厚 0．5cm 的铁 片 的上 半 部 分 挖 七 个 圆孔 ，用 于测 量 刚 体 的转 动 惯 量 、验 证 3z-行 轴 定 理 T-n刚体 的机 械 能 守 恒 定 律 ． 3．1．2．3 结 合 摆 用 于验 证 角 动 量 守 恒 定 律 的装 置 是 由 H摆 和 直 摆 构 成 ．如 图所 示 ，一 H 型 复 摆 和 一 ^ 薄 板 复摆 在 各 自距 转 轴 -q-摆 长 处 (即 刚 体 定 轴 转 动 的 打 击 中心 )装 上 尼 龙 胶 带 ，并 在 H J 摆 下端 装 上 u型 遮 光 片 ． H丰j2 留摆 图 1 结 合 摆 示 意 图 3．1．