[发明专利]一种基于钟摆的正弦波演示器

摘要

本发明涉及一种基于钟摆的正弦波演示器，包括盒体、转轴、金属摆针、摆球、时钟刻度盘、水槽、定值电阻、可调电阻、示波器；所述时钟盒体的前表面包含一个带转轴时钟刻度盘，转轴连接一个金属摆针，金属摆针上安装一只摆球，所述盒体的前表面下方安装了水槽，水槽中盛有能导电的水，摆针的下端能浸没在水中，当摆球摆动时，摆针能在水中左右划过；本发明的有益效果在于，通过金属摆针与导线间的水的电阻的变化，检测回路中的电流及部分电路上电压的变化，用示波器显示的正弦波形证明在摆角小于5°的条件下，单摆振动是一种简谐运动，测量单摆的摆长和振动周期，可计算当地的重力加速度。

主权项

1.一种基于钟摆的正弦波演示器，包括盒体（1）、转轴（2）、金属摆针（3）、摆球（4）、时钟刻度盘（5）、水槽（6）、水（7）、定值电阻（8）、可调电阻（9）、示波器（10）、接线柱A（11）、接线柱B（12）、接线柱C（13）、导线（14）、电源（15）、电压传感器（16）、数据采集器（17）；其特征在于：所述时钟盒体（1）的前表面包含一个时钟刻度盘（5），所述时钟刻度盘（5）的中部包含一个转轴（2），转轴（2）连接一个金属摆针（3），金属摆针（3）上安装一只摆球（4），所述摆球（4）为密度度大，直径2~4cm的金属球制成，所述盒体（1）的前表面下方安装了水槽（6），水槽（6）中盛有能导电的水（7），摆针（3）的下端能浸没在水中，当摆球（4）在外力作用下摆动时 ，因摆针（3）所受水的阻力远小于摆球（4）的重力，所以摆针（3）能长时间在水中左右划过，摆球（4）能完成几十次全振动而不会停止摆动，所述转轴（2）通过导线连接的可调电阻（9），可调电阻（9）与电源（15）相连，所述电源（15）通过导线连接定值电阻（8），所述定值电阻（8）通过导线放入水槽（6）中，通过水（7）的电阻与摆针（3）构成闭合电路，当摆球（4）在外力作用下摆动时，摆针（3）与导线（14）之间的水（7）的电阻发生变化，闭合电路中的电流发生变化，从而使定值电阻（8）两端的电压发生变化，示波器（10）的接线柱A（11）及接线柱B（12），通过导线与定值电阻（8）并联，定值电阻（8）两端的电压发生变化，示波器（10）输入电压发生变化，示波器（10）显示的波形为正弦波形或余弦波形，通过波形图可读取摆球完成一次全振动的周期，通过测量转轴（2）与摆球（4）球心的距离，可测定单摆的摆长，根据单摆的周期公式，可计算当地的重力力速度；还可以将示波器（10）的输入端直接连接接线柱A（11）及接线柱C（13），测定水槽（6）中摆针（3）与导线（14）之间的水（7）的电压波形，示波器（10）的荧光屏显示的波形也是一条正弦曲线或余弦曲线。/n