[实用新型]可控双单摆实验仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种双单摆物理实验仪器，尤其涉及一种可控双单摆实验仪。

背景技术

传统用单摆模型测周期，是通过手释放摆球来实现的，这样做很难使小球、棉线处于竖直平面内，小球与竖直平面间将会产生一个夹角，使小球偏离竖直平面摆动而形成圆锥摆。圆锥摆的周期为其中θ为摆线与竖直方向的夹角，l为摆长，而在计算时，以l代替lcosθ，所以得到的T变大，将会使计算得到的g值偏大。

另外，很有可能因圆锥摆使小球撞上光电门而造成实验失败，并且实验时是通过人手来释放小球，很难做到每次实验都让小球保持在同一角度释放，这给实验引入了不确定度。

传统的单摆实验仪器，功能单一，演示效果不明显，因为没有明显的对比实验，学生不能很好地对单摆公式进行理解。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决圆锥摆现象，手释放时所带来的摆角的不确定度，发明了一种可控双单摆实验仪

本实用新型主要通过以下技术手段解决。

可控双单摆实验仪，由底座、设置于底座上的竖直杆和设置于竖直杆上的水平横杆组成，底座下方设置有脚，竖直杆中下部设置有载物台，竖直杆与载物台通过螺丝相连，所述的底座上方设置有水平导轨，导轨上方设置有可升降装置，可升降装置上设置有电磁铁11，水平横杆上设置有夹线旋钮，夹线旋钮上悬挂有摆绳，摆绳下端挂有摆球，竖直杆中部设置有角度刻度板3，角度刻度板下方设置有光电门。

作为优选，底座上方设置有水平导轨，导轨上方设置有可升降装置，可升降装置上设有电磁铁，通过“三点确定一个平面”的原理，保证了摆球始终在竖直平面内摆动，解决了圆锥摆的现象。这种设计可使摆球在不同角度、不同高度释放，并可重复测量处于同一角度、同一高度释放摆球的摆动周期，从而解决了用手释放时摆角的不确定性。

作为优选，将两个摆球悬挂于水平横杆上，通过一个电源同时控制两个电磁铁，可保证两个小球同时释放，从而也可很好的解决用手释放时所带来的不确定度。

作为优选，导轨上方设置有可升降装置，可控制摆球的释放高度。

综上所述，本实用新型与现有技术相比，具有以下明显的优点和进步：a、通过电磁铁组的合理应用，可以确保对比实验中单摆的同时释放，消除了用手释放的不确定性；b、实验对比效果好，现象明显，探究摆角θ与周期T的关系；摆球质量m与周期T的关系；摆长L与周期T的关系；重力加速度不同其他情况完全相同时周期T的情况：c、可通过碰撞法验证机械能守恒定律。

附图说明

图1是本实用新型的正视图；

图2是本实用新型的右视图；

图中标号为：1.水平横杆  2.竖直杆  3.角度刻度板  4.光电门  5.载物平台  6.水平导轨  7.底座  8.夹线旋钮  9.摆绳  10.摆球  11.电磁铁12.可升降装置  13.水平滑块  14.脚。

具体实施方式

下面通过实施例，结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明：

实施例1：

如图1所示，可控双单摆实验仪包括水平横杆1，竖直杆2，载物台5，底座7和脚14，底座7上方设置有水平导轨6，导轨上方设置有可升降装置13，可升降装置13上设置有电磁铁11，水平横杆1上设置有夹线旋钮8，夹线旋钮8上悬挂有摆绳9，摆绳下端挂有摆球1，竖直杆2中部设置有角度刻度板3，角度刻度板下方设置有光电门4。

使用该实验仪在相同摆球和摆长L下，探究不同摆角θ与周期T的关系：

在摆长相同的情况下，以角度板为标准，通过调节底部轨道上的电磁铁滑块将两块电磁铁分别固定在指定的θ₁和θ₂处，使两个摆球的起始摆角不相同。将电磁铁组接在学生电源上(6V)，合上电磁铁通电开关，让两个摆球在磁力的作用下被分别吸在θ₁和θ₂处。

待小球处于稳定状态后，断开电磁铁通电开关，两小球同时开始摆动，通过观察两摆球并对比角度板，可以定性探求不同摆角θ与周期T的关系。

实施例2：

使用该实验仪在相同摆角θ和摆长L下，探究不同摆球质量m与周期T的关系：