一種新型角動量定理演示儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公布一種新型角動量定理演示儀，屬于物理實驗儀器【技術領域】。包括支架Ⅰ、固定在支架Ⅰ上的定滑輪Ⅰ、支架Ⅱ和固定在支架Ⅱ上的定滑輪Ⅱ，所述的定滑輪Ⅰ和定滑輪Ⅱ完全相同；在所述定滑輪Ⅰ上固定有隨定滑輪Ⅰ轉(zhuǎn)動的桿Ⅰ，在定滑輪Ⅱ上固定有隨定滑輪Ⅱ轉(zhuǎn)動的桿Ⅱ，所述的桿Ⅰ與桿Ⅱ質(zhì)量相等、轉(zhuǎn)動慣量不等；還包括一根柔軟且彈性小的細線和掛有重物的動滑輪；所述細線的兩端分別固定并繞在定滑輪Ⅰ和定滑輪Ⅱ上，動滑輪放在細線上。本實用新型結(jié)構簡單，操作方便，能夠保證桿Ⅰ、Ⅱ在旋轉(zhuǎn)過程中所受力矩完全相同，進而精確演示角動量定理，演示結(jié)果直觀。
【專利說明】一種新型角動量定理演示儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及物理實驗儀器【技術領域】，具體是一種新型角動量定理演示儀。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的角動量定理演示儀為兩個獨立的裝置，分別在定滑輪下懸掛兩個相同的重物，來演示轉(zhuǎn)動慣量大小不同的兩個長直細桿在重物下落過程中，所受力矩相等時物體的轉(zhuǎn)動慣量越大，則角加速度越小的現(xiàn)象。這套裝置忽略了重物下落過程中，重物加速度不同導致繩子的張力并不完全相等，進而導致兩個長直細桿所受力矩也不完全相同的問題，這將干擾觀察者對角動量定理的理解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術的不足之處，本實用新型提供一種新型角動量定理演示儀，能夠保證兩個長直細桿在旋轉(zhuǎn)過程中所受力矩完全相同，可以精確演示角動量定理。
[0004]本實用新型是通過如下技術方案實現(xiàn)的:一種新型角動量定理演示儀，包括支架1、固定在支架I上的定滑輪1、支架II和固定在支架II上的定滑輪II，所述的定滑輪I和定滑輪II完全相同；在所述定滑輪I上固定有隨定滑輪I轉(zhuǎn)動的桿I，在定滑輪II上固定有隨定滑輪II轉(zhuǎn)動的桿II，所述的桿I與桿II質(zhì)量相等、轉(zhuǎn)動慣量不等；
[0005]還包括一根柔軟且彈性小的細線和掛有重物的動滑輪；所述細線的兩端分別固定并繞在定滑輪I和定滑輪II上，動滑輪放在細線上。
[0006]其進一步是:所述的支架I和支架II完全相同，對稱布置。
[0007]所述的定滑輪I和定滑輪II位于同一高度，其旋轉(zhuǎn)平面位于同一平面。
[0008]所述的桿I包括固定在定滑輪I上的長直細桿I，在長直細桿I上靠近其兩端的位置上對稱固有物塊1、物塊II ;所述的桿II包括固定在定滑輪II上的與長直細桿I相同的長直細桿II，在長直細桿II上靠近其中間的位置上對稱固有物塊II1、物塊IV ;所述的物塊
1、n、II1、IV完全相同。
[0009]所述的動滑輪的凹槽較深，動滑輪軸上設有掛鉤，掛鉤上懸掛有砝碼。
[0010]輕托砝碼，盡量將動滑輪放在細線中間位置，然后松開，定滑輪可以自由轉(zhuǎn)動，這時可以觀察到兩根長直細桿1、II分別在兩個定滑輪1、II的帶動下開始旋轉(zhuǎn)。因為兩根長直細桿1、II轉(zhuǎn)動慣量不同，而作用在兩個定滑輪1、II上的力矩大小相同，可觀察到在所受力矩相等時物體的轉(zhuǎn)動慣量越大，轉(zhuǎn)動的角加速度越小，從而演示驗證了角動量定理。
[0011]本實用新型結(jié)構簡單，操作方便，能夠保證桿1、II在旋轉(zhuǎn)過程中所受力矩完全相同，進而精確演示角動量定理，演示結(jié)果直觀。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的結(jié)構示意圖。
[0013]圖中:1、長直細桿I ;2、定滑輪I ;3、支架I ;4、物塊I ;5、物塊II ;6、長直細桿II ;7、定滑輪II ;8、支架II ;9、物塊III ; 10、物塊IV ;11、細線；12、動滑輪；13、砝碼。
【具體實施方式】
[0014]以下是本實用新型的一個具體實施例，現(xiàn)結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0015]如圖1所示的一種新型角動量定理演示儀，完全相同的支架I 3和支架II 8對稱固定在水平面；在支架I 3和支架II 8的相同位置各固定有完全相同的定滑輪I 2和滑輪II 7，定滑輪I 2和定滑輪II 7的旋轉(zhuǎn)平面位于同一平面；長直細桿I I中間固定在定滑輪I 2上，在長直細桿I I上靠近其兩端的位置上對稱固有物塊I 4、物塊II 5，長直細桿II 6中間固定在定滑輪II 7上，在長直細桿II 6上靠近其中間的位置上對稱固有物塊III 9、物塊IV 10，長直細桿I I與長直細桿II 6完全相同，物塊1、I1、II1、IV4、5、9、10完全相同；一根柔軟且彈性小的細線11的兩端分別固定并繞在定滑輪I 2和定滑輪II 7上，動滑輪12放在細線11上，動滑輪12的凹槽較深，動滑輪12軸上設有掛鉤，掛鉤上懸掛有砝碼13。
[0016]測量原理與方法如下:
[0017]輕托砝碼13，然后松開，可以觀察到長直細桿I I和長直細桿116在定滑輪I 2和定滑輪II 7的帶動下開始旋轉(zhuǎn)。因為動滑輪12可以在細線11上自由移動所以細線11作用在定滑輪I 2和定滑輪II 7上的拉力大小是一樣的，又因為定滑輪I 2和定滑輪II 7的半徑相同，根據(jù)作用在定滑輪I 2和定滑輪II 7上的力矩I大小相同。因為在長直細桿I I靠近兩端的位置固定有物塊4 I和物塊II 5，而在長直細桿II 6靠近定滑輪II 7的位置固定有物塊III 9和物塊IV 10，所以長直細桿I I的轉(zhuǎn)動慣量大于長直細桿II 6的轉(zhuǎn)動慣量，根據(jù)#=/1/為轉(zhuǎn)動慣量，σ為角加速度，長直細桿I I的旋轉(zhuǎn)角加速度小于長直細桿II 6的旋轉(zhuǎn)角加速度,這樣就演示驗證了角動量定理:力矩相等時物體的轉(zhuǎn)動慣量越大，則角加速度越小。
【權利要求】
1.一種新型角動量定理演示儀，其特征在于:包括支架I (3)、固定在支架I (3)上的定滑輪I (2)、支架II (8)和固定在支架II (8)上的定滑輪II (7)，所述的定滑輪I (2)和定滑輪II (7)完全相同；在所述定滑輪I (2)上固定有隨定滑輪I (2)轉(zhuǎn)動的桿I，在定滑輪II (7)上固定有隨定滑輪II (7)轉(zhuǎn)動的桿II，所述的桿I與桿II質(zhì)量相等、轉(zhuǎn)動慣量不等； 還包括一根柔軟且彈性小的細線(11)和掛有重物的動滑輪(12);所述細線(11)的兩端分別固定并繞在定滑輪I (2)和定滑輪II (7)上，動滑輪(12)放在細線(11)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種新型角動量定理演示儀，其特征在于:所述的支架I(3)和支架II (8)完全相同,對稱布置。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種新型角動量定理演示儀，其特征在于:所述的定滑輪I(2)和定滑輪II (7)位于同一高度，其旋轉(zhuǎn)平面位于同一平面。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種新型角動量定理演示儀，其特征在于:所述的桿I包括固定在定滑輪I (2)上的長直細桿I (1)，在長直細桿I (I)上靠近其兩端的位置上對稱固有物塊I (4)、物塊II (5);所述的桿II包括固定在定滑輪II (7)上的與長直細桿I (I)相同的長直細桿II (6)，在長直細桿II (6)上靠近其中間的位置上對稱固有物塊111(9)、物塊IV(10);所述的物塊1、I1、II1、IV(4、5、9、10)完全相同。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種新型角動量定理演示儀，其特征在于:所述的動滑輪(12)的凹槽較深，動滑輪(12)軸上設有掛鉤，掛鉤上懸掛有砝碼(13)。
【文檔編號】G09B23/10GK203825894SQ201420205956
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權日:2014年4月25日
【發(fā)明者】潘紅亮, 楊士亮, 展建超, 張欣卉, 李小晨, 田戎 申請人:中國人民解放軍空軍勤務學院