[实用新型]一种双圆锥体上滚实验平台

说明书

技术领域

本发明涉及物理实验领域，尤其涉及一种双圆锥体上滚实验平台。 

背景技术

锥体上滚实验演示了一个看似违反规律的现象:仅在重力场的作用下(忽略空气阻力),双圆锥体可以沿倾斜导轨向上滚动。原理是在满足一定的几何条件下,双圆锥体的质心坐标在滚动方向上总是超前于双圆锥面与导轨的切点坐标,导致双圆锥体的重力产生力矩并且该力矩起到了动力矩的作用,从而使得双圆锥体在导轨上发生滚动.从能量转换的角度解释这一过程,是由于重力矩做正功导致双圆锥体的重力势能转换为双圆锥体的转动动能 

现有双圆锥体上滚实验平台，包括左右各两个间隔不同，且以间隔距离的中心对称放置的支架，支架由底部的横杆连接后稳固，支架的左右相近一侧的支架之间各连接一滑轨，且所述的滑轨在间隔距离小的支架一侧的高度要低于间隔距离大的支架一侧；一个两头尖的双圆锥体在所述的滑轨上滚动，实验中，由于滑轨的向上倾斜方向与双圆锥体的滚动方向相同，产生双圆锥体向上滚动的视觉表象，但由于缺少参考标记，学生无法很好的观测到双圆锥体重心下降的过程，因此这个看似违反规律的现象不能被很好的解释：重力矩做正功导致双 圆锥体的重力势能转换为双圆锥体的转动动能这样的科学原理。 

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术问题，设计一种双圆锥体上滚实验平台。 

本实用新型的技术方案是：一种双圆锥体上滚实验平台，包括左右各两个间隔不同，且以间隔距离的中心对称放置的支架，支架由底部的横杆连接后稳固，支架的左右相近一侧的支架之间各连接一滑轨，且滑轨在间隔距离小的支架一侧的高度要低于间隔距离大的支架一侧；一个两头尖的双圆锥体在滑轨上滚动，并且平台前后两侧设置的限位框约束双圆锥体的尖头部，从而限定滚动距离，限位框有标记板，标记板有水平参考线；双圆锥体的尖头部有标记笔，标记笔在双圆锥体滚动时可在标记板上留下轨迹线。 

作为一种优选，标记板为磁粉板，所述的标记笔是磁性笔；在双圆锥体滚动时，磁性笔以非接触方式在磁粉板上留下轨迹线，并与所述的参考线做比较。 

作为一种优选，标记板为透明材质，所述的参考线标记在非标记面。 

作为一种优选，参考线的一端点与所述的双圆锥体在滚动的起始或终点位置时标记笔在标记板上的记录点位置相一致。 

综上所述，本实用新型的有益效果是： 

1、限位框和限位框的标记板配合安装在双圆锥体的尖头部有标记笔，使得标记笔在双圆锥体滚动时可在标记板上留下轨迹线，该轨 迹线能和水平参考线对比，表现出重心下降的过程，解释看似违反规律的实验现象。 

2、磁粉板和磁性笔的应用，能减少双圆锥体的滚动阻力，滚动更加流畅，并且磁粉板上的轨迹线方便擦除，便于重复多次实验。 

附图说明

图1为本实用新型的实验过程示意图； 

图2为本实用新型的俯视结构示意图； 

具体实施方式

如图2所示：一种双圆锥体上滚实验平台，左侧是支架11和12，右侧是支架13和14，左右两侧的支架间隔不同，且以间隔距离的中心对称放置。支架由底部的横杆2连接后稳固，支架的左右相近一侧的支架之间各连接一滑轨，即支架11和13，支架12和14之间各有一条滑轨，分别是41和42，平台前后两侧设置的限位框3约束双圆锥体1的尖头部，从而限定滚动距离，限位框3有标记板5，双圆锥体的尖头部有标记笔6。 

如图1所示：滑轨在间隔距离小的支架一侧的高度要低于间隔距离大的支架一侧；一个两头尖的双圆锥体1在滑轨上滚动，标记板5有水平参考线AO；标记笔6在双圆锥体滚动时，当滚动到终点位置10时可在标记板上留下轨迹线BO。为了便于观察，参考线的一端点与双圆锥体在滚动的起始或终点位置时标记笔在标记板上的记录点位置相一致。此实施例中以终点的位置为共同端点。 

从轨迹线BO与水平参考线AO的对比中，可以明显观察出双圆锥 体重心下降的过程，两条线的对比能被很好的解释：重力矩做正功导致双圆锥体的重力势能转换为双圆锥体的转动动能这样的科学原理。 

实施例中标记板为磁粉板，标记笔是磁性笔；在双圆锥体滚动时，磁性笔以非接触方式在磁粉板上留下轨迹线，并与所述的参考线做比较。如果减小制作成本，其他可以书写的笔均可以使用。此外标记板也可以是为透明材质，参考线标记在非标记面。这样观测更加方便，且避免了轨迹线的描绘和擦除影响到参考线。 

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。