[发明专利]单摆平衡位置和初始运动位置的调节装置

说明书

所属领域

本发明涉及一种单摆测定重力加速度的装置，主要是调节摆球的平衡位置和初始运动位置，为提高测量精度打下基础。

背景技术

单摆测定重力加速度是一个经典的物理实验。实验中摆线离角度尺较远，依靠操作者目测来调节静止的摆线平行于角度尺的0度刻线，找到准确的平衡位置，结果误差很大，用目测来确定摆球的初始运动位置，摆动平面往往不平行于角度尺平面，由此确定的摆动角度是不准确的，因而使测量重力加速度的精度不高。

发明内容

    为了准确快速调节静止摆线的平衡位置和确定摆球的初始运动位置、提高测量精度，本发明设计了一个单摆平衡位置和初始运动位置的调节装置，可以解决平衡位置和初始运动位置不好调节，造成测量精度不高的困难。

本发明所述的单摆平衡位置和初始运动位置的调节装置主要由摆线指针和角度定位板组成，摆线指针安装在单摆仪的立柱上，过角度尺的0度竖直延长线并垂直于角度尺，可以前后滑动，限位螺母保证了极限位置处摆线指针针尖到角度尺的距离等于摆线角度缺口尖角点到角度尺的距离，角度定位板安装在角度尺上，摆线角度缺口尖角点对应的角度定位板侧边和角度尺的角度刻线重合，用以确定摆动角度。开始实验时，摆线指针的针尖向摆线方向伸出到设定的极限位置，操作者通过底座螺钉的调节使摆线刚好从摆线指针的针尖处垂下，保证摆线平行于过角度尺零度竖直延长线，这就是摆线的平衡位置，调好后将摆线指针退后以免影响摆线运动，调节角度定位板到选定的角度刻线处固定起来，操作者牵引摆球使摆线刚好经过摆线角度缺口的尖角点，松开手指，摆球就会在摆线角度缺口尖角点和平衡位置摆线构成的平行于角度尺的铅直平面内摆动，需要改变角度时，滑动槽允许角度定位板在角度尺上运动，将角度定位板移动到相应的角度刻线位置即可。

本发明的有益效果是，在测量中可以轻松准确快速地确定摆动的平衡位置和初始运动位置，保证摆球在平行于角度尺的铅垂平面内运动，保证摆动角度准确，从而提高测量精度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是单摆平衡位置和初始运动位置的调节装置结构示意图。

图2是单摆平衡位置和初始运动位置的调节装置的左视图。

图3是螺杆状摆线指针的结构示意图。

图4是板状摆线指针的结构示意图。

图5是角度定位板的结构示意图。

图6是摆线角度缺口的结构示意图。

图中，1.底座螺钉，2.底座， 3.立柱， 4.摆球，5.摆线，6.角度刻线，7.角度尺，8.固定螺钉，9.活动槽，10.角度定位板，11.上座，12.摆线角度缺口，13.摆线指针，14.限位螺母，15.限位槽，16.板状摆线指针。

具体实施方式

在图1、图2、图3、图5和图6中，摆线指针（13）是一根螺纹杆状物，安装在单摆仪的立柱（3）上，过角度尺（7）的零度竖直延长线并垂直于角度尺（7）的平面，可以前后滑动，限位螺母（14）保证了极限位置处摆线指针（13）的针尖到角度尺（7）的距离等于摆线角度缺口（12）尖角点到角度尺（7）的距离，当操作者调节摆线（5）刚好经过极限位置处摆线指针（13）的针尖时，说明极限位置处摆线指针（13）的针尖点和摆线（5）的悬挂点处于同一铅垂线上，摆线（5）平行于角度尺（7）的零度竖直延长线，这就是摆线（5）的平衡位置，调试完成后摆线指针（13）向后滑动以免影响摆线（5）的摆动，角度定位板（10）由固定螺钉（8）安装在角度尺（7）上，保证摆线指针（13）的针尖、摆线（5）的悬挂点和摆线角度缺口（12）的尖角点构成一个平行于角度尺（7）的竖直平面，摆线角度缺口（12）尖角点对应的角度定位板（10）侧边和角度尺（7）的角度刻线（6）重合，用以确定摆动角度，操作者牵引摆球（4）使摆线（5）到达摆线角度缺口（12）的尖角点，作为单摆运动的初始位置，角度定位板（10）所指示的角度读数就是这次摆动的摆角。

在图4中所示的摆线指针是本发明中摆线指针的另一个实施例，采用了板状摆线指针（16）的形式，通过螺钉穿过限位槽（15）把板状摆线指针（16）固定在角度尺（7）的固定座下方，板状摆线指针（16）过零度竖直延长线并垂直于角度尺（7），限位槽（15）的极限位置保证板状摆线指针（16）的针尖到角度尺（7）的距离等于摆线角度缺口（12）的尖角点到角度尺（7）的距离，测试时板状摆线指针（16）又可以退后或转向旁边位置。