[發明專利]一種具有記錄裝置的高中生鐘擺實驗研究設備

在審

• 申請號: 201811395875.0
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109377836A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 趙浩然
• 申請（專利權）人: 趙浩然
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種具有記錄裝置的高中生鐘擺實驗研究設備，包括鐘擺結構以及影像采集裝置，鐘擺結構由龍門架組件和擺球組件構成；龍門架組件包括底板、兩根立柱以及橫梁，底板呈水平板狀結構，立柱呈豎直設置，且立柱采用鎖緊螺栓固定在底板的上表面左右兩側；本發明利用高速相機在一定的定時范圍內，高速的拍攝若干張圖片，此時所拍攝的圖片正好是鋼擺球在投影板上的投影效果，而高速相機的拍攝范圍可以通過固定板的前后位置來進行調節；同時通過將圖片收集處理可以獲得投影軌跡，以及任意時間點鋼擺球的投影位置，以投影板作為笛卡爾坐標系，可以很快速的獲取鐘擺過程中的實際實驗數據，整體相應的實驗準確度更高。

技術領域

本發明涉及物理設備領域，尤其是涉及一種具有記錄裝置的高中生鐘擺實驗研究設備。

背景技術

擺動的鐘擺是靠重力勢能和動能相互轉化來擺動的，簡單的說，如果你把鐘擺拉高，由于重力影響它會往下擺，而到達最低位置后它具有一個速度，它會繼續沖過最低位置，而擺至最高位置就往回擺是因為重力使它減速直到0，然后向回擺，如此往復。

一般來說，擺的重量是確定的，調節擺的引用長度即可調整擺的振動周期。擺的引用長度減短，時鐘變快；反之則變慢。對精密擺鐘，也有用附加重物法來微調擺的振動周期。擺鐘放置在不同的地理位置(不同的地球緯度和海拔高度)中，擺錘的重力加速度會發生變化從而影響其振動周期。擺鐘放置在不同溫度和氣壓的環境中，也會引起振動周期的變化。溫度變化會引起擺的各部分尺寸包括擺的引用長度的變化。一般是溫度升高，擺脹長而鐘變慢；反之則擺縮短而鐘變快。因此，精密擺鐘常用不同的線脹系數的材料制成溫度補償管，以補償溫度影響。氣壓的變化會引起空氣阻力和空氣密度的變化，從而引起振動周期的變化。因此，精密的擺鐘常將擺安裝在恒壓的殼體中，以消除氣壓影響。

對于物理實驗來說，鐘擺實驗是最為基礎的實驗，但是目前傳統的鐘擺實驗僅可以進行區分對比，實際實驗數據的獲取較難。

發明內容

本發明為克服上述情況不足，旨在提供一種能解決上述問題的技術方案。

一種具有記錄裝置的高中生鐘擺實驗研究設備，包括鐘擺結構以及影像采集裝置，鐘擺結構由龍門架組件和擺球組件構成；

龍門架組件包括底板、兩根立柱以及橫梁，底板呈水平板狀結構，立柱呈豎直設置，且立柱采用鎖緊螺栓固定在底板的上表面左右兩側；橫梁設置在立柱之間的位置，且橫梁呈左右水平設置，橫梁的左右兩端焊接固定在相鄰立柱的頂部位置；

擺球組件由鋼擺球、吊繩以及吊環構成，吊環呈圓環狀結構，且吊環的外表面上一體成型有向外凸出的螺桿部；橫梁的底面中心位置開設有固定螺孔，吊環通過螺桿部螺紋旋入至固定螺孔內；吊繩采用尼龍絲線構成，吊繩的上端綁接固定在吊環上，鋼擺球上開設有一貫通式的穿線孔，吊繩的下端穿過穿線孔并與鋼擺球之間綁接固定；此時鋼擺球自然狀態下被吊繩所吊起，通過向鋼擺球施加一定作用力使得鋼擺球實現自由擺動，從而實現鐘擺實驗，通過改變吊繩的長度以及鋼擺球的質量來對鐘擺實驗的相應變量的改變；

影像采集裝置包括用于圖像采集的高速相機以及輔助采像的遮光照明組件；