CN208014220U - 《摆的研究》实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开《摆的研究》实验装置，包括量角器、摆锤a、摆线a、水平杆、支架、摆锤b、插销、摆线b，所述水平杆的中部连接在支架上，水平杆中空；水平杆的右部连接摆线b的一端，摆线b的另一端连接摆锤b；量角器固定在水平杆的左端，量角器与水平杆垂直，量角器1的直线边为竖直方向，水平杆的轴线穿过量角器的圆心，水平杆的左部的下侧壁设有摆线孔a,水平杆的侧壁还设有至少两个插销孔，插销孔与插销适配，插销孔沿水平杆的轴向排布，摆锤a连接摆线a的一端，摆线a的另一端穿过穿线孔a并从最右边的插销孔穿出后与插销连接。本实用新型可调节起摆幅度、摆臂长度、摆锤重量和重心，操作简便、直观。

Description

《摆的研究》实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种教学用具，尤其涉及五年级科学下册教学用具中《摆的研究》的实验装置。

背景技术

《摆的研究》是五年级下册教材《时间的测量》中的第六课和第七课的内容。研究摆的快慢与什么因素有关，对理解摆钟的原理和设计制作摆钟起着铺垫作用。现有实验教具在研究摆动快慢与摆绳长度的关系时需要二次系绳，在课堂上会耽误一些时间，可能会误导学生认为不是同一个摆；在研究摆动快慢与摆锤重量的关系时也需要二次系绳，难以保证摆绳长度一致，摆绳的长度直接影响实验数据，可能导致学生得出不正确结论；研究在调节摆锤重心来调节摆的快慢时金属原片的固定和移动操作复杂，摆动时不平稳，而且试验材料难找，不便于分组探究；在研究实验开始前摆的幅度大小对摆的快慢的影响，实验时不便控制。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种《摆的研究》实验装置，可调节起摆幅度、臂长、摆锤重量和重心的摆的教学用具，操作简便、直观、快捷，可提高课堂教学的可信度、准确率，节约课堂时间。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型公开的《摆的研究》实验装置，包括量角器、摆锤a、摆线a、水平杆、支架、摆锤b、插销、摆线b，所述水平杆的中部连接在支架上，水平杆中空；水平杆的右部连接摆线b的一端，摆线b的另一端连接摆锤b；所述量角器固定在水平杆的左端，量角器与水平杆垂直，量角器1的直线边为竖直方向，水平杆的轴线穿过量角器的圆心，水平杆的左部的下侧壁设有摆线孔a,水平杆的侧壁还设有至少两个插销孔，所述插销孔与插销适配，插销孔沿水平杆的轴向排布，所述摆锤a连接摆线a的一端，所述摆线a的另一端穿过摆线孔a并从最右边的插销孔穿出后与插销连接。

进一步的，本实用新型还包括档杆，所述档杆的左端与量角器可拆卸连接，档杆的右端位于摆线a的右侧，档杆与水平杆平行。

优选的，所述档杆为圆珠笔芯，所述量角器上开设至少两个通孔a，所述通孔a的中心位于量角器的刻度线上，相邻通孔a之间相差20°刻度线，所述圆珠笔芯的前端穿插在其中一个通孔a中。

进一步的，本实用新型还包括铅笔的橡皮檫套，所述量角器的圆心处开设通孔b，通孔b的孔径与橡皮檫套的外径适配，所述橡皮檫套插在通孔b中，所述水平杆的左端插在橡皮檫套中，橡皮檫套的橡皮位于量角器的左侧。

进一步的，本实用新型还包括两个太空豆，所述水平杆的右部设有上下贯通的摆线孔b，所述摆线b穿过摆线孔b，两个太空豆分别位于水平杆的上、下两侧，摆线b穿过位于水平杆下侧的太空豆并与位于水平杆上侧的太空豆连接。

进一步的，本实用新型还包括至少一个环形磁铁b，所述摆锤b包括条形片，所述条形片为铁磁材料，所述环形磁铁a贴在条形片侧面，所述摆锤a包括至少一个环形磁铁a。

进一步的，所述环形磁铁b为偶数个，等数量对称的贴在条形片的两个侧面。

优选的，所述水平杆为铝塑管,所述条形片为钢铁片。

优选的，所述支架为铁架台。

优选的，所述水平杆长度为56cm，所述摆线a长度为90cm，摆线b长度为7cm，条形片长度为25cm，插销孔有8个，相邻插销孔之间的距离为5cm，所述摆线孔a与水平杆左端部之间的距离为1cm，最左端的插销孔与摆线孔a之间的距离为5cm,所述摆线孔b与水平杆右端部之间的距离为1cm。

本实用新型可完成以下实验：

实验一：摆的摆动快慢与摆绳长度的关系

把环形磁铁a栓在摆线a的一端，摆线a的另一端从水平杆的摆线孔a穿入，再从水平杆的三分之二左右处的插销孔中穿出并栓上用于调节摆线a长度的插销，实验装置就做好了。接下来我们来测量最短摆绳在15秒内摆摆动的次数，(实验：向一侧拉摆锤a，注意要拉直，摆线a角度不宜太大，然后松开摆锤a让它自然摆动。)为了减小误差，我们应该反复测量，做好记录，求出平均值。

然后调整摆绳a的长度，将水平杆上的插销向杆右端移动两格，摆绳a长度就变成原来的两倍，开始试验。

用同样的方法我们可以继续增加到摆绳a长度的三倍时进行实验。实验的结果会大不一样。

通过对实验数据的分析，我们可以验证：摆的摆动快慢与摆绳长度的关系，同一个摆，摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快。

实验二：摆的快慢与摆锤重量的关系

利用前面的实验装置，任意摆绳a长度的摆，我们来测量一个环形磁铁a为摆锤a在15秒内摆动的次数，为了减小误差，我们应该反复测量，做好记录，求出平均值。

摆锤a的重量是原来的两倍时，只要将第二块环形磁铁a轻轻地吸在第一块的侧面，就可以进行实验了。

用同样的方法我们可以继续添加环形磁铁a并测出摆锤a3倍重量时摆动的次数。测量的结果会和原来重量、两倍重量时一样。

通过对实验数据的分析，我们可以验证：摆的摆动快慢与摆锤的重量无关。

实验三：调节摆锤重心来调节摆的快慢

首先将钢铁片(即条形片)用摆线b连接在水平杆上，摆线b不要太长，然后用环形磁铁b来改变摆锤b的重心，固定时直接将环形磁铁b吸在钢铁片上即可，不需要任何工具，而且可以根据需要，在钢铁片内任意点安装摆锤b进行实验。

第一次将环形磁铁b吸在钢铁片的最上端处，为了使摆在摆动时更平稳，可以在钢铁片的背面相对应的位置吸上一块同型号的环形磁铁b。测出15秒内摆摆动的次数。

接着改变摆锤b的重心，这时只要将环形磁铁b轻轻地向下滑动到钢铁片的中心。在次测量15秒次数

继续向最下端移动环形磁铁b，可以轻松地改变摆锤的重心，继续实验。

在摆绳根部安装加工过的量角器，便于控制摆动前的摆动幅度。经过试验证明：每次实验的摆幅大小对摆动快慢无影响。

通过对测量数据的分析比较，我们可以验证：重心高---摆长短---摆动快；重心低---摆长长---摆动慢。

本实用新型具有以下有益效果：

1、利用插销位置的改变不需要二次系绳就可以快速改变绳长，调整摆臂，节省课堂时间，提高学生的可信度；

2、利用磁铁改变摆锤重量时直接将第二块磁铁轻轻吸在第一块的侧面，不需要二次系绳，保证了摆绳长度一致，提高了实验的准确率；

3、磁铁可以直接吸在条形钢锯片材料的摆锤上，不需要任何工具就能固定，上下滑动磁铁就能改变摆的重心，操作容易，条形摆锤两面吸上磁铁，摆动更加平稳；

4、利用量角器可以控制摆动起始的幅度。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为量角器的示意图；

图中：1-量角器、2-摆锤a、3-摆线a、4-水平杆、5-支架、6-摆锤b、7-插销、8-摆线b、9-太空豆、10-档杆、11-通孔b、12-通孔a、13-刻度线、41-摆线孔a、42-插销孔、43-橡皮檫套、61-条形片61、62-环形磁铁b。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1、图2所示，本实用新型公开的《摆的研究》实验装置，包括量角器1、摆锤a2、摆线a3、水平杆4、支架5、摆锤b6、插销7、摆线b8、档杆10，水平杆4的中部连接在支架5上，水平杆4中空，水平杆4为铝塑管，支架5为铁架台。

水平杆4的右部连接摆线b8的一端，摆线b8的另一端连接摆锤b6，具体的，水平杆4的右部设有上下贯通的摆线孔b，摆线b8穿过摆线孔b，两个太空豆9分别位于水平杆4的上、下两侧，摆线b8穿过位于水平杆4下侧的太空豆9并与位于水平杆4上侧的太空豆9连接；摆锤b6包括条形片61，条形片61为铁磁材料，环形磁铁b62贴在条形片61侧面，环形磁铁b62为偶数个，等数量对称的贴在条形片61的两个侧面，条形片61可采用锯片等钢铁片；量角器1固定在水平杆4的左端，量角器1与水平杆4垂直，量角器1的直线边为竖直方向，水平杆4的轴线穿过量角器1的圆心，水平杆4的左部的下侧壁设有摆线孔a41,水平杆4的侧壁还设有8个插销孔42，插销孔42与插销7适配，插销孔42沿水平杆4的轴向排布，摆锤a2包括至少一个环形磁铁a，摆锤a2连接摆线a3的一端，摆线a3的另一端穿过摆线孔a41并从最右边的插销孔42穿出后与插销7连接。

档杆10的左端与量角器1可拆卸连接，档杆10的右端位于摆线a3的右侧，档杆10与水平杆4平行：具体的，档杆10采用圆珠笔芯，如图3所示，量角器1上开设至少两个通孔a12，通孔a12的中心位于量角器1的刻度线13上，相邻通孔a12之间相差20°刻度线，圆珠笔芯的前端穿插在其中一个通孔a12中。本实用新型还包括铅笔的橡皮檫套43，量角器1的圆心处开设通孔b11，通孔b11的孔径与橡皮檫套43的外径适配，橡皮檫套43插在通孔b11中，水平杆4的左端插在橡皮檫套43中，橡皮檫套43的橡皮位于量角器1的左侧。

水平杆4长度为56cm，所述摆线a3长度为90cm，摆线b8长度为7cm，条形片61长度为25cm，所述插销孔42有8个，相邻插销孔42之间的距离为5cm，所述摆线孔a41与水平杆4左端部之间的距离为1cm，最左端的插销孔42与摆线孔a41之间的距离为5cm,所述摆线孔b与水平杆4右端部之间的距离为1cm。

附自制的管材钻孔设备制作说明：管材属铝塑管，长56cm,前端1cm处打通孔，然后每5cm打一个孔，共打8个孔；另一端1cm处打一个通孔。在按每5cm进行红黄染色。一端用90cm长的细线固定在调节插销上，细线通过5cm中间最后的孔向最前端的孔穿去，在向调节孔下方的孔穿出，下端固定上一个环形磁铁，最后调节最短摆绳的长为10cm。另一端用7cm的细线固定在管材上(用两颗钓鱼的太空豆)，下端用一颗钓鱼的太空豆固定(便于上课时固定带孔钢铁片)。

附量角器的改造说明：采用直径为20厘米的量角器，在圆心处打上眼，用铅笔的橡皮擦套做连接器进行固定。还在每20度的间隔打上小孔，用圆珠笔芯进行连接。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.《摆的研究》实验装置，其特征在于：包括量角器(1)、摆锤a(2)、摆线a(3)、水平杆(4)、支架(5)、摆锤b(6)、插销(7)、摆线b(8)，所述水平杆(4)的中部连接在支架(5)上，水平杆(4)中空；水平杆(4)的右部连接摆线b(8)的一端，摆线b(8)的另一端连接摆锤b(6)；所述量角器(1)固定在水平杆(4)的左端，量角器(1)与水平杆(4)垂直，量角器(1)的直线边为竖直方向，水平杆(4)的轴线穿过量角器(1)的圆心，水平杆(4)的左部的下侧壁设有摆线孔a(41),水平杆(4)的侧壁还设有至少两个插销孔(42)，所述插销孔(42)与插销(7)适配，插销孔(42)沿水平杆(4)的轴向排布，所述摆锤a(2)连接摆线a(3)的一端，所述摆线a(3)的另一端穿过摆线孔a(41)并从最右边的插销孔(42)穿出后与插销(7)连接。

2.根据权利要求1所述的《摆的研究》实验装置，其特征在于：还包括档杆(10)，所述档杆(10)的左端与量角器(1)可拆卸连接，档杆(10)的右端位于摆线a(3)的右侧，档杆(10)与水平杆(4)平行。

3.根据权利要求2所述的《摆的研究》实验装置，其特征在于：所述档杆(10)为圆珠笔芯，所述量角器(1)上开设至少两个通孔a(12)，所述通孔a(12)的中心位于量角器(1)的刻度线(13)上，相邻通孔a(12)之间相差20°刻度线，所述圆珠笔芯的前端穿插在其中一个通孔a(12)中。

4.根据权利要求1所述的《摆的研究》实验装置，其特征在于：还包括铅笔的橡皮檫套(43)，所述量角器(1)的圆心处开设通孔b(11)，通孔b(11)的孔径与橡皮檫套(43)的外径适配，所述橡皮檫套(43)插在通孔b(11)中，所述水平杆(4)的左端插在橡皮檫套(43)中，橡皮檫套(43)的橡皮位于量角器(1)的左侧。

5.根据权利要求1所述的《摆的研究》实验装置，其特征在于：还包括两个太空豆(9)，所述水平杆(4)的右部设有上下贯通的摆线孔b，所述摆线b(8)穿过摆线孔b，两个太空豆(9)分别位于水平杆(4)的上、下两侧，摆线b(8)穿过位于水平杆(4)下侧的太空豆(9)并与位于水平杆(4)上侧的太空豆(9)连接。

6.根据权利要求5所述的《摆的研究》实验装置，其特征在于：还包括至少一个环形磁铁b(62)，所述摆锤b(6)包括条形片(61)，所述条形片(61)为铁磁材料，所述环形磁铁b(62)贴在条形片(61)侧面，所述摆锤a(2)包括至少一个环形磁铁a。

7.根据权利要求6所述的《摆的研究》实验装置，其特征在于：所述环形磁铁b(62)为偶数个，等数量对称的贴在条形片(61)的两个侧面。

8.根据权利要求7所述的《摆的研究》实验装置，其特征在于：所述水平杆(4)为铝塑管,所述条形片(61)为钢铁片。

9.根据权利要求1所述的《摆的研究》实验装置，其特征在于：所述支架(5)为铁架台。

10.根据权利要求6所述的《摆的研究》实验装置，其特征在于：所述水平杆(4)长度为56cm，所述摆线a(3)长度为90cm，摆线b(8)长度为7cm，条形片(61)长度为25cm，所述插销孔(42)有8个，相邻插销孔(42)之间的距离为5cm，所述摆线孔a与水平杆(4)左端部之间的距离为1cm，最左端的插销孔(42)与摆线孔a(41)之间的距离为5cm,所述摆线孔b与水平杆(4)右端部之间的距离为1cm。