[实用新型]新型三维可调式定量验证锥体上滚条件实验仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及实验仪，特别涉及一种新型三维可调式定量验证锥体上滚条件实验仪。

背景技术

锥体上滚实验仪是大、中学校用来验证机械能守恒定律的一种演示性实验仪器。资料显示，全国大、中学校物理实验室的锥体上轨实验仪遍布采用底座上固定两个关于中心线为对称的固定轨道，采用一个固定尺寸的双圆锥体只能做演示性实验。这种演示仅满足锥体上滚条件无数种状态的某一种状态。该装置只能通过演示双圆锥体上轨过程让学生观察，尽管也是通过双圆锥体重心由高到低变化，从锥体上滚所产生的视角效果来演示重力做功，使之重力势能转化为动能来验证机械能守恒定律。但是，基于培养学生能力角度远远无法达到预期目标，很难从实验原理和双锥体上滚运动机理方面从更高、更深层次上理解锥体上滚的本质和内涵，更无法让学生通过动手设计来完成该实验。为此，申请者于 2012年1月18日申请到专利号为ZL201120221352.1的“三维可调式锥体上滚设计性实验仪”实用新型专利，在双轨道对称转动一定角度，采用了球体机械转动形式来改变两轨道平面倾角，由于这种球体结构制造工艺相对麻烦，造价也相对较高，又于2013年3月20日申请到专利号为ZL201220433596.0的“模块化全方位可调式定量验证锥体上滚条件实验仪”实用新型专利，但是，由于这种设计方法又给竖直轴降低高度的准确测量带来了困难，精度不高，误差也偏大。基于此，前段时间本人又发明了“竖直抽拉式三维调节定量验证锥体上滚条件实验仪”，该仪器的设计方案是通过测量相关距离参数来计算与tanα验证锥体上滚实验条件，其缺陷在于测量距离时始末位置难以准确确定，存在一定误差。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种结构合理，测量精度高的新型三维可调式定量验证锥体上滚条件实验仪。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。这种新型三维可调式定量验证锥体上滚条件实验仪，包括底座、中心线、支撑腿、轨道末端支撑杆脚移动滑槽、轨道末端右支撑杆脚、轨道末端左支撑杆脚、右轨道、左轨道、左右轨道始端共同转动轴和转动轴套；在底座左端设置有支撑腿，在支撑腿上端设置有转动轴套，转动轴套右端与主尺盘架相连，主尺盘架外围设置有主尺盘，在转动轴套内套设左右轨道始端共同转动轴，左右轨道始端共同转动轴可以在转动轴套内自由转动，在左右轨道始端共同转动轴右端连接游标尺盘，在游标尺盘外围边缘相隔180°两端，分别固定有左游标尺和右游标尺，左游标尺和右游标尺与主尺盘架上的主尺盘的内侧在同一个平面内相吻合；右轨道的右端设置有轨道末端右支撑杆脚，左轨道的左端设置有轨道末端左支撑杆脚，轨道末端右支撑杆脚和轨道末端左支撑杆脚可分别在底座关于中心线为对称沿轨道末端支撑杆脚移动滑槽向右左两边对称滑动，右轨道和左轨道对称张开，右轨道可围绕左右轨道始端共同转动轴上的右轨道始端水平转动轴水平转动，左轨道可围绕左右轨道始端共同转动轴上的左轨道始端水平转动轴水平转动，右轨道始端水平转动轴与左轨道始端水平转动轴关于左右轨道始端共同转动轴中心为对称；轨道末端右支撑杆脚和轨道末端左支撑杆脚分别设置在轨道末端支撑杆脚移动滑槽中，在轨道末端支撑杆脚移动滑槽的内缘设置有用来度量右轨道与左轨道张开角度的支撑腿滑槽指示角度刻度线。

作为优选：所述支撑腿包括始端固定支撑腿，在始端固定支撑腿上端螺套一始端移动支撑杆上下调节螺旋，在始端移动支撑杆上下调节螺旋上端支撑一始端移动支撑杆转脚，始端移动支撑杆转脚支撑着始端移动支撑杆，在始端移动支撑杆上端设置有转动轴套。

作为优选：在右支撑腿和左支撑腿的支腿脚处分别设置有右支撑腿脚固定螺丝和左支撑腿脚固定螺丝，右支撑腿和左支撑腿上端分别设置有右支撑杆上下调节螺旋和左支撑杆上下调节螺旋。

作为优选：在右轨道末端空心移动支撑杆和左轨道末端空心移动支撑杆上端分别设置有右轨道方位螺旋支撑柱和左轨道方位螺旋支撑柱，在右轨道方位螺旋支撑柱和左轨道方位螺旋支撑柱顶端分别设置有右轨道末端竖直方向移动转动轴和左轨道末端竖直方向移动转动轴，右轨道末端竖直方向移动转动轴和左轨道末端竖直方向移动转动轴可分别沿右轨道末端竖直方向移动转动轴滑槽和左轨道末端竖直方向移动转动轴滑槽滑动转动。

作为优选:右轨道始端水平转动轴与左轨道始端水平转动轴间距为2cm

本实用新型的有益效果是：

1、设计了多个模块，可由学生自行组装、拆卸和便于调节，有利于学生全方位动手、操作，培养学生创新能力；

2、左右轨道末端支撑腿采用了沿圆周轨道移动，直接可以读取左右轨道之间夹角γ，精度可达15′；