CN2226324Y - 三球式角动量守恒演示器 - Google Patents

Abstract

一种角动量守恒演示仪器，由小球、连杆、撑杆、上、下支架、立柱、转动惯量调节器组成三球式旋转体，再安装固定在底座上而成，上支架上的轴承安装固定在转动惯量调节器外径上，下支架上的轴承固定在立柱上。实验时，先使旋转体旋转起来，然后用转动惯量调节器改变旋转体的转动惯量，此时旋转体的转速相应变化，转动惯量大时，转速小，转动惯量小时，转速大，此仪器结构小巧，演示效果明显。

Description

三球式角动量守恒演示器

三球式角动量守恒演示器属教学仪器，供高等学校《普通物理》课程演示角动守恒定律之用。

在刚体力学中，当刚体系受到的合外力矩为0时，刚体系的角动量不变，若一刚体系原来的转动惯量为I1，角速度为ω1，后来在内力作用下转动惯量变为I2时，其角速度变为ω2，由于受到的合外力矩M外＝0，则有：

                  I1ω1＝I2ω2

这就是角动量守恒定律。

在过去的物理教学中，是让一人坐在转椅上，手持哑铃平举，组成一个刚体系，另一人推着此人旋转起来，当此人迅速将手放下，并收拢哑铃，使转动惯量变小，此时可观察到此系统转速加快。这种做演示实验的方法，既原始又麻烦。

本实用新型的目的在于研制一种小巧方便的仪器来取代上述演示实验。

本实用新型由一个转动惯量可变的三球式旋转体固定在底座上而成其结构如附图所示，它由小球(1)、连杆(2)、撑杆(3)、上支架(4)、下支架(5)、立柱(6)、转动惯量调节器(7)、固定螺钉(8)、底座(9)组成，上、下支架内都装有轴承，上支架上的轴承安装固定在转动惯量调节器(7)的外径上，上支架既可旋转又可上下滑动，下支架上的轴承安装固定在立柱(6)上。

实验时，旋松固定螺钉(8)，用左手压住底座，用右手拇指和食指抓住转动惯量调节器上部滚花处，使上支架往下移，将此旋转体的转动惯量调至较大位置，然后用中指拨动上支架使旋转体缓慢转动起来，再通过转动惯量调节器带动上支架向上移动，使旋转体的转动惯量变小，此时可明显地观察到旋转体的转速加快。本仪器不用底座，也可拿在手中操作演示。

本实用新型的特点是：(1)结构简单，小巧玲珑，操作简易，效果明显。(2)旋转体转动惯量变小时，上支架是向上移动，三个小球到立柱的距离变小而高度不变，不会产生重力势能与转动动能相互转化的错觉。

Claims (2)

1、三球式角动量守恒演示器，由小球、连杆、撑杆、上支架。下支架、立柱、转动惯量调节器、底座组成，其特征在于：上支架上的轴承安装固定在转动惯量调节器的外径上，下支架上的轴承安装固定在立柱上，上支架既可转动又可上下移动，小球、连杆、撑杆、上、下支架组成一个可使上支架沿立轴上下滑动，以改变小球到立轴距离而不改变小球高度的连杆滑块机构。

2、如权利要求1所述三球式角动量守恒演示器，其特征在于：转动惯量调节器为一个园台形轴套。

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