[发明专利]一种可以测量非围绕质心旋转物体转动惯量的三线摆

说明书

本发明公开了一种可以测量非围绕质心旋转物体转动惯量的三线摆，属于力学实验仪器技术领域，包括支架、上盘、下盘以及三根悬线，所述支架底部固定安装有一内圆筒，所述内圆筒下端开口，上端具有筒盖，所述内圆筒的侧壁上开设有多个通气孔，所述内圆筒下端开口处连接有压气机；所述内圆筒外部套设有一外圆筒，所述外圆筒两端开口，所述压气机对所述内圆筒中的气体加压，所述内圆筒中的气体可以通过所述通气孔进入到所述内圆筒和所述外圆筒之间的间隙中，然后从所述外圆筒的上开口端和下开口端排出。本发明结构简单，既可以测量非围绕质心旋转物体的转动惯量，又可以测量围绕质心旋转物体的转动惯量，且测量效率高、测量准确度好。

技术领域

本发明属于力学实验仪器技术领域，尤其涉及一种可以测量非围绕质心旋转物体转动惯量的三线摆。

背景技术

三线摆是大学物理实验中用于测量物体转动惯量实验中常用的实验仪器，现有的三线摆包括支架、上盘、下盘以及设于上盘和下盘之间的三根悬线，其中下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和质量的变化来测量待测物体的转动惯量。但是，现有的三线摆存在以下缺点：

一、现有的三线摆只能测量物体围绕质心旋转时的情况，因为物体不围绕质心旋转的时候，三线摆会产生横向的摆动，这样就破坏了三线摆的测量转动惯量的条件，所以现有的三线摆无法测量非围绕质心旋转物体的转动惯量，也不利于学生对于转动惯量的理解。

二、即便是对于测量围绕质心旋转物体的转动惯量，也由于各种原因，也容易发生横向晃动，因此在做实验时必须非常小心，但还是难以完全的避免横向晃动，既影响了测量效率，也影响了测量的准确度。

三、三线摆在工作的时候，要求转动的角度在5度以下，现有的三线摆没有转动角度的显示装置，其转动角度大小凭实验者估计掌握，不利于控制测量误差。

四、现有的三线摆，下盘的转动是由上盘驱动的，使用起来不方便。同时上盘和支架之间能相对转动，所以下盘各部分与支架之间的角度是不固定的，这样的结构不利于转动周期和转动角度测量装置的安装和使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可以测量非围绕质心旋转物体转动惯量的三线摆，结构简单，既可以测量非围绕质心旋转物体的转动惯量，又可以测量围绕质心旋转物体的转动惯量，且测量效率高、测量准确度好。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种可以测量非围绕质心旋转物体转动惯量的三线摆，包括支架、上盘、下盘以及设于所述上盘和所述下盘之间的三根悬线，所述支架底部固定安装有一内圆筒，所述内圆筒下端开口，上端具有筒盖，所述内圆筒的侧壁上开设有多个通气孔，所述内圆筒下端开口处连接有压气机；

所述内圆筒外部套设有一外圆筒，所述外圆筒的内径略大于所述内圆筒的外径，所述外圆筒两端开口且固定安装于所述下盘的底部，所述内圆筒、所述外圆筒和所述下盘同轴设置；

所述压气机对所述内圆筒中的气体加压，所述内圆筒中的气体可以通过所述通气孔进入到所述内圆筒和所述外圆筒之间的间隙中，然后从所述外圆筒的上开口端和下开口端排出。

作为一种改进，所述筒盖的直径大于所述外圆筒的内径。

作为一种改进，最上端所述通气孔与最下端所述通气孔之间的高度大于所述外圆筒的高度，且所述外圆筒上下浮动范围位于所述通气孔分布范围内。

作为一种改进，所述外圆筒通过连接件与所述下盘固定安装在一起。

作为一种改进，所述上盘固定安装于所述支架上；所述三线摆还包括转动角度报警器，所述转动角度报警器包括光电开关和报警电路，所述光电开关固设在所述支架的侧面，所述下盘的侧壁上设有吸光带以及位于所述吸光带两侧的反光带，所述吸光带对应的圆心角为5°；