[实用新型]三维可调式锥体上轨设计性实验仪

说明书

技术领域

本实用新型属于锥体上滚的力学实验装置的技术领域，具体涉及三维可调式锥体上轨设计性实验仪。

背景技术

锥体上滚实验仪是大、中学一种用来验证机械能守恒定律的演示性力学实验仪器，各种资料和遍布全国大、中学校物理实验室，锥体上轨实验仪普遍采用底座上固定两个关于中心线为对称的固定导轨和一个尺寸固定的双圆锥体。

用该装置只能通过演示双圆锥上轨过程给学生看，尽管也是通过双圆锥体重心由高到低变化，来演示锥体上轨所产生的视角效果，通过重力做功使之重力势能转化为动能，来验证机械能守恒定律。但是，从培养学生能力方面远远无法达到预期目标，很难从实验原理和双锥体上轨运动机理角度，从更高、更深层次上理解锥体上滚的本质和内涵。

这种传统式锥体上轨实验仪，只能作为视角上轨的一种演示性实验，无法克服学生通过动手进行设计性实验之目的。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于设计提供三维可调式锥体上轨设计性实验仪的技术方案，该实验仪将锥体上轨的演示实验就转化为设计性实验，提高学生的思考及动手设计能力。

 所述的三维可调式锥体上轨设计性实验仪，包括底座，其特征在于所述的底座上配合设置双轨体装置，所述的双轨体装置包括一端通过设置的双锥体轨道转动轴铰接配合的双锥体左轨道和双锥体右轨道，所述的双锥体左轨道和双锥体右轨道的铰接端连接设置轮盘装置，轮盘装置下端连接设置可调节高度的轨道轴下支撑杆，轨道轴下支撑杆通过设置的水平滑动底座滑动连接底座，所述的双锥体左轨道和双锥体右轨道相对铰接端的另一端分别连接设置调节高度的轨道支撑杆，轨道支撑杆滑动连接底座。

所述的三维可调式锥体上轨设计性实验仪，其特征在于所述的底座底部设置一组可调节高度的支脚，所述的支脚包括轴下支脚、左支脚和右支脚。

所述的三维可调式锥体上轨设计性实验仪，其特征在于所述的底座上表面上固定设置水平滑轨和转动滑轨，所述的水平滑轨上滑动配合设置水平滑动底座，所述的转动滑轨上滑动配合设置轨道支撑杆。

所述的三维可调式锥体上轨设计性实验仪，其特征在于所述的底座上固定设置用于调节水平的底座水平泡。

所述的三维可调式锥体上轨设计性实验仪，其特征在于所述的双锥体左轨道和双锥体右轨道铰接端上下交叉错位连接。

所述的三维可调式锥体上轨设计性实验仪，其特征在于所述的轮盘装置包括与双锥体轨道转动轴连接的曲柄，曲柄下端连接转动球体，转动球体转动配合设置于旋转球壳中，旋转球壳底部固定设置轮盘圆柱体，轮盘圆柱体通过设置的连接螺杆与轨道轴下支撑杆连接。

所述的三维可调式锥体上轨设计性实验仪，其特征在于所述的轨道轴下支撑杆包括轮盘下支撑杆，轮盘下支撑杆上套接设置升降螺旋套，轮盘下支撑杆底部通过设置的固定螺丝Ⅲ与水平滑动底座连接。

所述的三维可调式锥体上轨设计性实验仪，其特征在于所述的双锥体左轨道和双锥体右轨道上分别通过设置的旋转轴连接轨道支撑杆，所述的轨道支撑杆包括与旋转轴固定连接的锥体轨道支撑杆，锥体轨道支撑杆上套接设置上下调节螺旋套，锥体轨道支撑杆底部通过设置的固定螺丝Ⅴ可与底座固定连接。

所述的三维可调式锥体上轨设计性实验仪，其特征在于所述的双锥体左轨道和双锥体右轨道的铰接端上固定设置锥体轨道调节水平泡。

所述的三维可调式锥体上轨设计性实验仪，其特征在于所述的水平滑动底座上固定设置螺旋测微器。

上述的三维可调式锥体上轨设计性实验仪，结构简单，设计合理，在双圆锥起滚（低）端，采用轮盘装置，为保证双轨道在同一平面，采用交叉错位切削，从而保证两轨道既能在同一个平面，轨道平面又能通过对三支撑杆调节来实现；在双轨道面调节水平后，根据所选择的双圆锥的高度，来确定双轨道对称转动的位置，又能围绕锥体轨道转动轴转动之目的；根据双圆锥底面直径和双轨的夹角，以及实验老师指定双圆锥最终在轨道所停位置，通过计算来确定铰接端轨道轴下支撑杆下降高度，水平滑动底座向右推进距离，及轮盘球体的转动共同来实现。

本实用新型具有如下特点：（1）可拆卸；（2）三维可调（双轨道平面可调、双轨道宽度可调、锥体双轨道平面倾角可调）；（3）可供不同直径、不同高度的双圆锥作锥体上轨实验，锥体高度可在4.0-20.0cm，不同直径范围变化的多种类型的双圆锥体进行上轨设计性实验。

利用本实用新型学生在通过选择不同直径、不同高度的双圆锥进行实验时，都必须要经过严格地计算才能进行实验，即原来的演示实验就转化为了设计性实验。