[发明专利]一种简谐振动实验演示仪

说明书

为了快速并准确地得到简谐振动图线，更好地获得简谐振动周期，本发明提供一种简谐振动实验演示仪，主要由顶板、限位开关、左侧板、圆柱形桶、热敏纸、弹簧、底板、水平仪、激光器、滑块、气室、充气泵、光电计时器、电动机、右侧板和自保开关等部分组成，左侧板和右侧板都与底板垂直固定，顶板安装上去后自保开关闭合，取下时自保开关自动断开，电动机停止工作，侧面贴有一圈热敏纸的圆柱形桶，通过转轴水平固定在左侧板和右侧板的轴承上，电动机带动圆柱形桶匀速转动，限位开关能控制圆柱形桶转动一圈自动停止。该演示仪简单易操作，能有效减少因摩擦引起的实验误差，学生能直观看到是怎样得出的简谐振动图线，效果明显，误差小。

技术领域

本发明涉及一种中学物理教学与实验仪器，尤其涉及一种简谐振动实验演示仪。

背景技术

在高中《物理》的“简谐振动”一节中，获得简谐振动图线的实验是在弹簧的下端悬挂一个铁球，上端固定，弹簧和铁球组成一个振动系统，用手把铁球向上托起一段距离，然后释放，铁球便上下振动，最终由数码相机和计算机绘制物体运动的x-t图线，即简谐振动图线。此实验原理是准确的，但在实际操作中存在明显的不足，首先，用手拉动铁球使弹簧振动，弹簧很容易左右摆动，从而带动铁球左右摆动，很难使铁球在同一平面内运动，这会使实验难以得到较为准确的简谐振动图线，然后，用数码相机和计算机绘制物体运动的x-t图线，直观性和可操作性不强，学生不能直观看到是怎样得出的简谐振动图线，用数码相机和计算机处理数据对于学生来说过于抽象，不利于让学生理解实验原理，还有部分学生根本就不会使用数码相机和计算机，这样授课的效果不是很理想。

发明内容

为了快速并直观地演示简谐振动实验，克服以上的不足，使实验的直观性和可操作性增强，本发明提供一种简谐振动实验演示仪，涉及一种中学物理教学与实验仪器。本发明解决其技术问题所采用的方案主要有以下几点。

1、本发明提供的一种简谐振动实验演示仪包括顶板、缺口、限位开关、楔子、挡块、连杆、防撞轮、左侧板、圆柱形桶、热敏纸、转轴、护目板、光电门、导轨、弹簧、固定杆、调节螺栓、底板、水平仪、固定柱、激光器、固定架、滑块、气孔、气室、进气嘴、充气泵、第一插头、导气管、固定螺栓、光电计时器、金属架、空槽、电动机、导线、第二插头、皮带、齿轮、右侧板、总开关、调速旋钮、电源适配器、遮光片、限位开关接线柱、自保开关接线柱、自保开关，其中左侧板和右侧板都与底板垂直固定，底板上固定有水平仪，根据水平仪的显示调节底板下面的调节螺栓，使整个演示仪处于平衡状态，左侧板和右侧板的上面都有两个突出的楔子，顶板两边各有两个与楔子尺寸对应的缺口，顶板可以方便取卸和安装在左侧板和右侧板的上面（如图2所示），顶板安装上去后自保开关闭合，取下时自保开关自动断开，电动机停止工作，侧面贴有一圈热敏纸的圆柱形桶通过转轴水平固定在左侧板和右侧板的轴承上，可以自由转动，齿轮也固定在转轴上，齿轮通过同步皮带与电动机的转轴相连，当电动机的转轴以一定速度转动时，带动齿轮转动，从而带动圆柱形桶匀速转动，齿轮、皮带、电动机、光电门、限位开关、自保开关和所有的电路连接导线都装在右侧板的左面，电动机、光电门、限位开关、自保开关是固定安装，不能移动，总开关、带调速旋钮的电源适配器、限位开关接线柱、自保开关接线柱固定安装在右侧板的右面不能移动。

2、所述的空心轻质的圆柱形桶右表面最外围嵌有遮光片和挡块，刚好在限位开关的连杆和防撞轮后面，遮光片和挡块的边沿与圆柱形桶的切面相平，当圆柱形桶转动时，遮光片恰好能通过光电门的中央，当圆柱形桶转动一圈时，挡块碰上防撞轮推动连杆，限位开关断开，使圆柱形桶停止转动。