CN208834581U - 一种物理单摆实验演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种物理单摆实验演示装置，包括外框，第一支撑板的表面一侧固定连接有固定块，第二支撑板的底部固定连接有第一电机，第一电机的输出轴通过第一联轴器固定连接有丝杆，丝杆远离第一电机的一端与固定块的表面一侧转动连接，丝杆的表面螺纹连接有滑动块，滑动块的一端与第一支撑板表面一侧滑动连接，第一支撑板的表面一侧固定连接有电磁铁，电磁铁设置为U形状，外框的顶部固定连接有真空泵，本实用新型涉及单摆演示装置技术领域。该一种物理单摆实验演示装置，达到了摆长一定，不需人工操作的效果，结构简单，使用方便，实现了自动摆动铁球，有效避免摆动误差，可以在空气中和真空状态下进行对比，提高了教学效率和质量。

Description

一种物理单摆实验演示装置

技术领域

本实用新型涉及单摆演示装置技术领域，具体为一种物理单摆实验演示装置。

背景技术

在国家教学改革不断推进实施的潮流下，物理教学已经逐渐增加了中学物理课程的实验环节内容，通过实验与理论相结合的教学方式，不仅能够使学生掌握的知识更加牢固，还能够有效提起学生的学习兴趣，使物理教学脱离传统枯燥的理论学习为主的教学方式，物理实验教学中，其中一个重要的基础实验就是设计利用单摆测量重力加速度，单摆实验以实验为基础，通过观察、测量、计算得到当地的重力加速度，培养学生的实验能力、概括能力和分析推理能力，认识到实验在物理中的地位和作用。目前大多数用的单摆实验装置功能单一，演示效果不明显，通过手工摆动，摆线在摆动时会变成锥形摆动或椭圆形摆动，误差很大，而且都是在空气中实验，空气阻力无法排除，不能在有空气和真空状态下形成对比，影响教学效果。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种物理单摆实验演示装置，解决了摆长不定，需要人工操作的问题，结构简单，使用方便，实现了自动摆动铁球，降低了人工操作，提高教学效率。

（二）技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种物理单摆实验演示装置，包括外框，所述外框的内壁底部固定连接有底板，所述底板的顶部一侧固定连接有单片机，所述底板的顶部固定连接有第一支撑板，所述第一支撑板的表面一侧固定连接有电磁铁，所述第一支撑板的表面一侧固定连接有角度尺，所述第一支撑板的表面一侧固定连接有固定块，所述第一支撑板的顶部固定连接有第二支撑板，所述第二支撑板的底部固定连接有第一电机，所述第一电机的输出轴通过第一联轴器固定连接有丝杆，所述丝杆远离第一电机的一端与固定块的表面一侧转动连接，所述固定块的表面一侧开设有与丝杆的一端相适配的转动槽，所述丝杆的表面螺纹连接有滑动块，所述滑动块的一端与第一支撑板表面一侧滑动连接，所述第一支撑板的表面一侧开设有与滑动块的一端相适配的滑动槽，所述第二支撑板的顶部固定连接有第二电机，所述第二电机的输出轴通过第二联轴器固定连接有转动轴，所述转动轴的表面固定连接有细线，所述细线贯穿第二支撑板并延伸至其底部，所述细线远离转动轴的一端固定连接有铁球，所述第二支撑板的顶部固定连接有第三支撑板，所述第三支撑板的表面一侧与转动轴远离第二电机的一端转动连接，所述外框的顶部固定连接有真空泵，所述真空泵的吸气口贯穿外框的外部并延伸至其内部。

优选的，所述外框的材质为玻璃。

优选的，所述第一支撑板的表面一侧标有刻度。

优选的，所述电磁铁设置为U形状。

优选的，所述固定块与滑动块设置为等高。

优选的，所述固定块的表面一侧与丝杆之间通过轴承连接，所述第三支撑板的表面一侧与转动轴之间通过轴承连接。

优选的，所述第二支撑板的表面一侧开设有与细线相适配的矩形孔。

（三）有益效果

本实用新型提供了一种物理单摆实验演示装置。具备以下有益效果：

（1）、该物理单摆实验演示装置，通过第一支撑板的表面一侧固定连接有固定块，第二支撑板的底部固定连接有第一电机，第一电机的输出轴通过第一联轴器固定连接有丝杆，丝杆远离第一电机的一端与固定块的表面一侧转动连接，丝杆的表面螺纹连接有滑动块，滑动块的一端与第一支撑板表面一侧滑动连接，达到了使摆长一定的效果，能自动夹紧细线，实现了自动摆动铁球，演示更准确，提高教学效率。

（2）、该物理单摆实验演示装置，通过第一支撑板的表面一侧固定连接有电磁铁，电磁铁设置为U形状，外框的顶部固定连接有真空泵，真空泵的吸气口贯穿外框的外部并延伸至其内部，达到了自动摆动铁球的效果，不需手动摆动铁球，有效避免锥形摆动误差，大大提高了演示效果，提高了教学质量。

附图说明

图1为本实用新型结构图；

图2为本实用新型俯视图；

图3为图1中A-A剖视图；

图4为电磁铁左视图。

图中：1外框、2底板、3单片机、4第一支撑板、401刻度、5电磁铁、6角度尺、7固定块、8第二支撑板、9第一电机、10第一联轴器、11丝杆、12滑动块、13第二电机、14第二联轴器、15转动轴、16细线、17铁球、18第三支撑板、19真空泵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种物理单摆实验演示装置，包括外框1，外框1的材质为玻璃，便于观察，外框1的内壁底部固定连接有底板2，底板2的顶部一侧固定连接有单片机3，底板2的顶部固定连接有第一支撑板4，第一支撑板4的表面一侧标有刻度401，方便算出摆长，第一支撑板4的表面一侧固定连接有电磁铁5，电磁铁5设置为U形状，可以吸住铁球，而且在铁球摆动时U形状不会有阻碍，第一支撑板4的表面一侧固定连接有角度尺6，第一支撑板4的表面一侧固定连接有固定块7，固定块7的表面一侧与丝杆11之间通过轴承连接，使转动顺畅，第一支撑板4的顶部固定连接有第二支撑板8，第二支撑板8的底部固定连接有第一电机9，第一电机9的输出轴通过第一联轴器10固定连接有丝杆11，丝杆11远离第一电机9的一端与固定块7的表面一侧转动连接，固定块7的表面一侧开设有与丝杆11的一端相适配的转动槽，丝杆11的表面螺纹连接有滑动块12，固定块7与滑动块12设置为等高，便于夹紧细线16，使摆长一定，滑动块12的一端与第一支撑板4表面一侧滑动连接，第一支撑板4的表面一侧开设有与滑动块12的一端相适配的滑动槽，第二支撑板8的顶部固定连接有第二电机13，第二电机13的输出轴通过第二联轴器14固定连接有转动轴15，转动轴15的表面固定连接有细线16，细线16贯穿第二支撑板8并延伸至其底部，第二支撑板8的表面一侧开设有与细线16相适配的矩形孔，细线16远离转动轴15的一端固定连接有铁球17，第二支撑板8的顶部固定连接有第三支撑板18，第三支撑板18的表面一侧与转动轴15之间通过轴承连接，使转动顺畅，第三支撑板18的表面一侧与转动轴15远离第二电机13的一端转动连接，外框1的顶部固定连接有真空泵19，将外框1内抽成真空，真空泵19的吸气口贯穿外框1的外部并延伸至其内部。

使用时，先启动第二电机13使其工作，第二电机13通过第二联轴器14带动转动轴15转动，此时细线16一端固定铁球17慢慢下落，当下落到适当的位置时，停止第二电机13工作，此时启动第一电机9使其工作，第一电机9通过第一联轴器10带动丝杆11转动，从而带动滑动块12向前移动，当移动到和固定块7重合时，此时细线16被夹紧，摆长固定，停止第一电机9工作，此时给电磁铁5通电，从而电磁铁5将铁球17吸住，再立即断电，铁球17自动摇摆起来，开始演示单摆实验，此时透过玻璃外框1观察数值并记录下来，实验完成后算出结果，此时启动真空泵19，将外框1内的空气全部吸出，形成真空状态，在真空状态下重复上面的动作并记录数值算出结果，将在空气中和真空状态下两种结果进行对比，演示结束即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种物理单摆实验演示装置，包括外框（1），其特征在于：所述外框（1）的内壁底部固定连接有底板（2），所述底板（2）的顶部一侧固定连接有单片机（3），所述底板（2）的顶部固定连接有第一支撑板（4），所述第一支撑板（4）的表面一侧固定连接有电磁铁（5），所述第一支撑板（4）的表面一侧固定连接有角度尺（6），所述第一支撑板（4）的表面一侧固定连接有固定块（7），所述第一支撑板（4）的顶部固定连接有第二支撑板（8），所述第二支撑板（8）的底部固定连接有第一电机（9），所述第一电机（9）的输出轴通过第一联轴器（10）固定连接有丝杆（11），所述丝杆（11）远离第一电机（9）的一端与固定块（7）的表面一侧转动连接，所述固定块（7）的表面一侧开设有与丝杆（11）的一端相适配的转动槽，所述丝杆（11）的表面螺纹连接有滑动块（12），所述滑动块（12）的一端与第一支撑板（4）表面一侧滑动连接，所述第一支撑板（4）的表面一侧开设有与滑动块（12）的一端相适配的滑动槽，所述第二支撑板（8）的顶部固定连接有第二电机（13），所述第二电机（13）的输出轴通过第二联轴器（14）固定连接有转动轴（15），所述转动轴（15）的表面固定连接有细线（16），所述细线（16）贯穿第二支撑板（8）并延伸至其底部，所述细线（16）远离转动轴（15）的一端固定连接有铁球（17），所述第二支撑板（8）的顶部固定连接有第三支撑板（18），所述第三支撑板（18）的表面一侧与转动轴（15）远离第二电机（13）的一端转动连接，所述外框（1）的顶部固定连接有真空泵（19），所述真空泵（19）的吸气口贯穿外框（1）的外部并延伸至其内部。

2.根据权利要求1所述的一种物理单摆实验演示装置，其特征在于：所述外框（1）的材质为玻璃。

3.根据权利要求1所述的一种物理单摆实验演示装置，其特征在于：所述第一支撑板（4）的表面一侧标有刻度（401）。

4.根据权利要求1所述的一种物理单摆实验演示装置，其特征在于：所述电磁铁（5）设置为U形状。

5.根据权利要求1所述的一种物理单摆实验演示装置，其特征在于：所述固定块（7）与滑动块（12）设置为等高。

6.根据权利要求1所述的一种物理单摆实验演示装置，其特征在于：所述固定块（7）的表面一侧与丝杆（11）之间通过轴承连接，所述第三支撑板（18）的表面一侧与转动轴（15）之间通过轴承连接。

7.根据权利要求1所述的一种物理单摆实验演示装置，其特征在于：所述第二支撑板（8）的表面一侧开设有与细线（16）相适配的矩形孔。