[发明专利]单摆实验仪

说明书

本发明公开了一种单摆实验仪。它包含底座和底脚螺丝，底座的上部安装立杆，立杆上端安装吊架，吊架上安装吊架螺丝，摆线的上端安装在吊架上，摆线的下端与摆球连接，支架通过支架螺丝可调式安装在立杆上，支架上套合式安装有电磁铁活动支架，电磁铁活动支架上安装电磁铁，电磁铁与电源相互电连接。本发明克服了现有技术中的单摆实验仪在实验过程中容易发生圆锥摆的缺陷，提高了实验精度。本发明可用于大学物理实验中的单摆实验。

技术领域

本发明涉及一种物理学的力学实验装置，尤其指一种单摆实验仪。

背景技术

单摆实验是国内各个高校大学物理实验常做的一个实验项目。在现有技术中，该实验装置包含有底座和固定在底座上的立杆，立杆的上端固定有吊架，用一条很细的轻质线绳把铁制的摆球悬挂在吊架上，然后用手将摆球拉开一定小角度（小于5度角），任小球自由往复摆动，这就形成了单摆。然后用秒表或专用的光电门配合周期测定仪来采集周期T，再量出摆线长、摆球直径计算得出摆长L，就可根据公式g=4 *3.14*3.14L/T²计算出重力加速度g。但是在实验过程中，学生用手释放摆球情况下常常由于给摆球除重力和摆线拉力之外的手的作用力而出现“圆锥摆”，这就不符合单摆实验的理论要求，给实验带来较大误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种不给单摆的摆球提供除重力和摆线拉力之外的其他初始作用力的单摆实验仪，它可有效地避免圆锥摆现象的发生，并且仪器操作简单方便、成本低。

为了实现上述目的，本发明带有底座1，底座1的底部安装底脚螺丝14，底座1的上部安装立杆2，立杆2上端安装吊架3，吊架3上安装吊架螺丝4，摆线5的上端安装在吊架3上，摆线5的下端与摆球6连接，支架7的短边通过支架螺丝8可调式安装在立杆2上，支架7的长边套合式安装有电磁铁活动支架11，电磁铁活动支架11上安装电磁铁9，电磁铁9与电源12相互电连接。

为了实现仪器操作简单方便、成本低的目的，电源12内包含变压器17，变压器17的初级绕组通过开关15与220V插头13并联，变压器17的次级绕组与整流器18的交流输入端并联，整流器18的输出端与电磁铁9的线圈并联。

由于本发明在现有技术中的单摆实验仪中增加了电磁铁吸引和释放摆球系统，实验时用电磁铁释放摆球，使得摆球在释放时只受重力和摆线拉力而不受手的作用力，这就避免了手动释放摆球带来的圆锥摆现象，克服乐圆锥摆带来的实验误差，并且电路结构成本低、操作使用方便。

附图说明

图1是本发明的机械原理图。

图2是本发明电源的内部电路图。

具体实施方式

在图1中，底座1的底部的靠桌面一侧安装三个底脚螺丝14，用于调节立杆2从而调节摆线5的平衡态垂直度。底座1的上部螺丝扣式安装立杆2，立杆2上端套合式安装吊架3，吊架3上安装吊架螺丝4，通过松开及紧固吊架螺丝4可以调节吊架3的高度。摆线5的上端安装在吊架3上（也可再增加调节摆线长度的卷扬螺丝以方便调节摆线5的长度）。摆线5的下端与钢或铁材料制的摆球6连接。支架7的短边与立杆2套合式安装，并通过松紧支架螺丝8可调式安装在立杆2上，使得支架7的高度可以调节，以适应不同摆长实验的要求。支架7的长边套合安装有电磁铁活动支架11，以适应不同摆角实验的要求，定位螺丝10拧松可调节摆角。电磁铁活动支架11采用铸铝结构一次成型。电磁铁活动支架11上安装电磁铁9，电磁铁9的电磁线圈与电源12的输出端相互电连接。本发明的支架7的短边和支架7的长边为一体的总称支架7。

电磁铁9固定在电磁铁活动支架11上的方式是在电磁铁活动支架11上部浇铸一个竖起的铝片（厚度3毫米左右，高度5厘米、宽度3厘米左右），然后把电磁铁9用螺丝或粘接剂等方式固定在竖起的铝片上。