CN106448362A - 一种有利于控制摆角的三线摆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有利于控制摆角的三线摆，包括支架、三线摆、光电门、计时器，还包括微型激光器和角度标尺，微型激光器固定在下圆盘的下表面中心，角度标尺固定在支架的立杆上与微型激光器等高的位置，微型激光器沿水平方向发射激光线射向角度标尺，微型激光器随下圆盘一起摆动并由角度标尺上激光线的位置变化指示下圆盘的摆角。本发明结构简单，实用方便，能直观指示三线摆的摆角，有利于实验者控制摆角大小，准确测定刚体的转动惯量。

Description

一种有利于控制摆角的三线摆
技术领域
本发明涉及一种转动惯量测定仪，具体为一种有利于控制摆角的三线摆。
背景技术
三线摆是测量刚体转动惯量的常用力学实验仪器，一般由上圆盘、下圆盘以及联结上圆盘和下圆盘的三根悬线组成，其中下圆盘用来放置待测物体，利用放置待测物体前后三线摆转动周期的变化来测量待测物体的转动惯量。实验时，要求三线摆下圆盘做小角度摆动，摆角不超过50。但是，现有的三线摆都没有摆角指示与控制装置，导致实验过程中无法准确控制下圆盘摆角的大小，许多学生在实验时摆角都会大于50，由此增加实验误差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有三线摆的不足，开发一种有利于控制摆角的三线摆。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种有利于控制摆角的三线摆，包括支架、三线摆、光电门、计时器，所述三线摆由上圆盘、下圆盘以及联结上圆盘与下圆盘的三根长度相等的悬线组成，上圆盘中心设置一转轴，转轴垂直固定在支架的横梁上，下圆盘边缘水平固定一挡光杆，光电门固定在支架的立杆上与挡光杆等高的位置并确保下圆盘转动时挡光杆扫过光电门，光电门与计时器相连用于测量下圆盘的摆动周期；其特征在于：还包括微型激光器和角度标尺，微型激光器固定在下圆盘的下表面中心，角度标尺固定在支架的立杆上与微型激光器等高的位置，微型激光器沿水平方向发射激光线射向角度标尺，微型激光器随下圆盘一起摆动并由角度标尺上激光线的位置变化指示下圆盘的摆角。
本发明的有益效果是：通过微型激光器与角度标尺，可直观观察三线摆的摆动角度，有利于控制三线摆做小角度摆动，提高实验测量的准确性。本发明结构简单，实用方便，能直观指示三线摆的摆角，有利于实验者控制摆角大小，准确测定刚体的转动惯量。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的构成示意图。
图2是角度标尺刻度设计示意图。
图中：1.三线摆，2.支架，3.光电门，4.计时器，5.微型激光器，6.角度标尺，11.上圆盘，12.下圆盘，13.悬线，14.挡光杆。
具体实施方式
如图1所示，三线摆1由上圆盘11、下圆盘12以及联结上圆盘11、下圆盘12的三根长度相等的悬线13组成，上圆盘11中心设置一转轴，转轴垂直固定在支架2的横梁上，下圆盘12边缘水平固定一挡光杆14，光电门3固定在支架2的一根立杆上、与挡光杆14等高并确保下圆盘12转动时挡光杆14扫过光电门3，光电门3与计时器4相连用于测量下圆盘12的摆动周期。微型激光器5固定在下圆盘12的下表面中心，角度标尺6固定在支架2的另一根立杆上并与微型激光器5等高，微型激光器5沿水平方向发射激光线射向角度标尺6，微型激光器5随下圆盘12一起摆动，由角度标尺6上激光线的位置变化指示下圆盘12的摆角。
如图2所示，下圆盘12未摆动时，激光线正好射在图2中角度标尺6中部的零度刻线A上。当下圆盘12的摆角为θ时，激光线射在角度标尺6的B处。设下圆盘12中心到角度标尺6的垂直距离为L，B到A的距离为x，由图中几何关系可得：x＝L·tanθ，由该式即可标定角度标尺6上的刻度标线。
由于实验中下圆盘12的摆角不超过50,由x＝L·tan50可求出x的值，在角度标尺6上零度刻线A左右x距离处分别标出B、C两刻线。实验时，让三线摆摆动起来，当激光线左右扫描不超过B、C两刻线时，即满足摆角小于50的条件，此时便可进行摆动周期的测量。

Claims (1)

1.一种有利于控制摆角的三线摆，包括支架、三线摆、光电门、计时器，所述三线摆由上圆盘、下圆盘以及联结上圆盘与下圆盘的三根长度相等的悬线组成，上圆盘中心设置一转轴，转轴垂直固定在支架的横梁上，下圆盘边缘水平固定一挡光杆，光电门固定在支架的立杆上与挡光杆等高的位置，光电门与计时器相连用于测量下圆盘的摆动周期；其特征在于：还包括微型激光器和角度标尺，微型激光器固定在下圆盘的下表面中心，角度标尺固定在支架的立杆上与微型激光器等高的位置，微型激光器沿水平方向发射激光线射向角度标尺，微型激光器随下圆盘一起摆动并由角度标尺上激光线的位置变化指示下圆盘的摆角。
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