本發(fā)明專利涉及實(shí)驗(yàn)儀，尤其涉及一種滑槽式三維調(diào)節(jié)定量驗(yàn)證錐體上滾條件實(shí)驗(yàn)儀。

背景技術(shù)：

錐體上滾實(shí)驗(yàn)儀是大、中學(xué)校用來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的一種演示性實(shí)驗(yàn)儀器。目前資料顯示，全國(guó)大、中學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)室的錐體上軌實(shí)驗(yàn)儀普遍采用的是底座上固定兩個(gè)關(guān)于中心線為對(duì)稱的固定軌道，采用一個(gè)固定尺寸的雙圓錐體來(lái)做演示性實(shí)驗(yàn)。這種演示性實(shí)驗(yàn)僅僅滿足錐體上滾條件無(wú)數(shù)種狀態(tài)的某一種狀態(tài)。這種裝置只能通過(guò)演示雙圓錐上滾過(guò)程給學(xué)生觀看，雖然也是通過(guò)雙圓錐體重心由高到低變化來(lái)演示錐體上軌所產(chǎn)生的視角效果，通過(guò)重力做功使之重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，但就培養(yǎng)學(xué)生能力方面來(lái)講還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，很難從實(shí)驗(yàn)原理和雙錐體上軌運(yùn)動(dòng)機(jī)理角度，從更高、更深層次上理解錐體上滾的本質(zhì)和內(nèi)涵。

傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)儀，無(wú)法克服讓學(xué)生通過(guò)動(dòng)手設(shè)計(jì)來(lái)完成該實(shí)驗(yàn)。申請(qǐng)人在2012年1月18日申請(qǐng)到專利號(hào)為ZL201120221352.1的“三維可調(diào)式錐體上滾設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)儀”實(shí)用新型專利，以及于2013年3月20日申請(qǐng)到專利號(hào)為ZL201220433596.0的“模塊化全方位可調(diào)式定量驗(yàn)證錐體上滾條件實(shí)驗(yàn)儀”實(shí)用新型專利，在雙軌道對(duì)稱轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使之兩軌道平面傾角改變，前者采用的是球體機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)形式，但是這種結(jié)構(gòu)制造工藝相對(duì)麻煩，造價(jià)也相對(duì)較高，以及沒有弧形主微尺等，后者采用了模塊化，兩軌道分別采用對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)法，終端采用支撐桿在圓弧周上移動(dòng)來(lái)改變兩軌道張角，兩者均是采用轉(zhuǎn)動(dòng)降低軌道始端支撐柱來(lái)改變軌道平面與水平面的角度，軌道始端支撐柱下移的準(zhǔn)確位置不好測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)合理，方便操作，精度高的滑槽式三維調(diào)節(jié)定量驗(yàn)證錐體上滾條件實(shí)驗(yàn)儀。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

這種滑槽式三維調(diào)節(jié)定量驗(yàn)證錐體上滾條件實(shí)驗(yàn)儀，包括：支撐腿、底座、調(diào)平水平泡、底座中心線刻度尺、軌道終端支撐腿腳滑槽、左支撐腿腳、右支撐腿腳、左軌道、右軌道、左右軌道始端轉(zhuǎn)動(dòng)輪滑槽、滑槽后支架和滑槽中支架；底座2下設(shè)置有三個(gè)可調(diào)節(jié)支撐腿，底座上設(shè)置有調(diào)平水平泡，底座左端設(shè)置有左右軌道始端轉(zhuǎn)動(dòng)輪滑槽，左右軌道始端轉(zhuǎn)動(dòng)輪滑槽螺固于滑槽后支撐腿和滑槽中支撐腿上，左右軌道始端轉(zhuǎn)動(dòng)輪滑槽末端直接固定于底座上，左右軌道始端轉(zhuǎn)動(dòng)輪滑槽外圈左側(cè)面設(shè)置有主尺，左右軌道始端轉(zhuǎn)動(dòng)輪滑槽內(nèi)圈設(shè)置有滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪軸承滑道，在滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪軸承滑道與主尺間設(shè)置有游標(biāo)尺移動(dòng)空間；左軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸可在左軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸滑道上移動(dòng)來(lái)改變左軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸位置，左軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸設(shè)置在左方位旋轉(zhuǎn)支撐柱上端，左方位旋轉(zhuǎn)支撐柱套接在左空心活動(dòng)支撐桿上端，可通過(guò)左方位旋轉(zhuǎn)支撐柱固定螺絲固定，左空心活動(dòng)支撐桿下部與左支撐桿上下調(diào)節(jié)螺旋連接，左支撐桿上下調(diào)節(jié)螺旋下部與左支撐腿螺接，左支撐桿上下調(diào)節(jié)螺旋可上下調(diào)節(jié)左空心活動(dòng)支撐桿高度，左支撐腿腳可在左支撐腿腳滑槽中滑動(dòng)，當(dāng)位置確定后可通過(guò)左支撐腿腳鎖緊螺絲固定；右軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸可在右軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸滑道上移動(dòng)來(lái)改變右軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸位置，右軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸設(shè)置在右方位旋轉(zhuǎn)支撐柱上端，右方位旋轉(zhuǎn)支撐柱套接在右空心活動(dòng)支撐桿上端，可通過(guò)右方位旋轉(zhuǎn)支撐柱固定螺絲固定，右空心活動(dòng)支撐桿下部與右支撐桿上下調(diào)節(jié)螺旋連接，右支撐桿上下調(diào)節(jié)螺旋下部與右支撐腿螺接，右支撐桿上下調(diào)節(jié)螺旋可上下調(diào)節(jié)右空心活動(dòng)支撐桿高度，右支撐腿腳可在右支撐腿腳滑槽中滑動(dòng)，當(dāng)位置確定后可通過(guò)右支撐腿腳鎖緊螺絲固定。

作為優(yōu)選：所述游標(biāo)尺固定在滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪左支撐架側(cè)面，滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪安裝在左支架與右支架間。

作為優(yōu)選：所述左軌道的左轉(zhuǎn)動(dòng)軸與右軌道的右轉(zhuǎn)動(dòng)軸設(shè)置在相對(duì)滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪為對(duì)稱的滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪支架上。

本發(fā)明的有益效果是：

1、在左右軌道始端采用了水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸和末端采用移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸滑道，使之左右軌道末端支撐腿腳對(duì)稱張開過(guò)程，左右軌道分別圍繞水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)軌道末端移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸沿著移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸滑道滑動(dòng)來(lái)改變，以改變軌道末端移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，實(shí)現(xiàn)左右軌道夾角的改變；

2、左右軌道平面相對(duì)于水平面傾角的改變，是通過(guò)軌道始端滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪在滑槽中圍繞左右軌道末端移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)；

3、左右軌道平面傾角的改變，采用了主尺與游標(biāo)尺配合來(lái)度量，主尺固定在滑槽側(cè)面，游標(biāo)尺固定在轉(zhuǎn)動(dòng)輪支架側(cè)面，而且二者相互吻合，度量精度達(dá)到了1′；

4、這種錐體上滾實(shí)驗(yàn)裝置的特殊結(jié)構(gòu)，既能改變左右軌道夾角，同時(shí)滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪在滑槽中轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)改變左右軌道傾角，而左右軌道又能通過(guò)軌道末端移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸在移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸滑道中移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了精確改變軌道間的夾角與左右軌道平面傾角的目標(biāo)。

附圖說(shuō)明

圖1錐體上滾實(shí)驗(yàn)儀底座；

圖2滑槽式錐體上滾實(shí)驗(yàn)儀左側(cè)正視圖；

圖3滑槽式錐體上滾實(shí)驗(yàn)儀右側(cè)正視圖；

圖4滑槽式錐體上滾實(shí)驗(yàn)儀兩腿張開俯視圖；

圖5滑槽式錐體上滾實(shí)驗(yàn)儀左右軌道滑至某一角度正視圖；

圖6滑槽式錐體上滾實(shí)驗(yàn)儀游標(biāo)尺、轉(zhuǎn)輪與軌道固定件；

圖7左右軌道、轉(zhuǎn)動(dòng)輪、游標(biāo)尺與支架連接結(jié)構(gòu)沿軌道方向正視圖；

圖8左右軌道平行調(diào)節(jié)水平、滑動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪與支架連接結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖9和圖10為實(shí)驗(yàn)原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。下述實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

如圖1所示，為錐體上滾實(shí)驗(yàn)儀底座。2、底座，3、水平泡，4、軌道始端滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪中心起始投影位置，5、底座中心線刻度尺，6、兩軌道平行投影線，7、軌道終端支撐腿腳滑槽，7-0、中心線，7-1、軌道終端滑槽方向刻度尺，8、左支撐腿腳，8-0、左支撐腿腳微尺，9、右支撐腿腳，9-0、右支撐腿腳微尺；

如圖2所示，滑槽式錐體上滾實(shí)驗(yàn)儀左側(cè)正視圖。1、支撐腿，2、底座，8、左支撐腿腳，8-1、左支撐腿腳鎖緊螺絲，8-2、左支撐腿，8-3、左支撐腿上下調(diào)節(jié)螺旋，8-4、左空心活動(dòng)支撐桿，8-5、左方位旋轉(zhuǎn)支撐柱8-6、左方位旋轉(zhuǎn)支撐柱鎖緊螺絲，10、左軌道，10-0、左軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，10-8、左軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸滑道，10-1、轉(zhuǎn)動(dòng)輪左支撐架，10-2、滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪，10-3、游標(biāo)尺(副尺)，10-20、轉(zhuǎn)動(dòng)輪左轉(zhuǎn)動(dòng)軸，12、左右軌道始端轉(zhuǎn)動(dòng)輪滑槽，12-1、主尺，11-2、軸承滑道，13、滑槽后支架，14、滑槽中支架；

如圖3所示，滑槽式錐體上滾實(shí)驗(yàn)儀右側(cè)正視圖。1、支撐腿，2、底座，9、右支撐腿腳，9-1、右支撐腿腳鎖緊螺絲，9-2、右支撐腿，9-3、右支撐腿上下調(diào)節(jié)螺旋，9-4、右空心活動(dòng)支撐桿，9-5、右方位旋轉(zhuǎn)支撐柱9-6、右方位旋轉(zhuǎn)支撐柱鎖緊螺絲，11、左軌道，11-0、左軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，11-8、左軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸滑道，11-1、轉(zhuǎn)動(dòng)輪右支撐架，10-2、滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪，11-20、轉(zhuǎn)動(dòng)輪右轉(zhuǎn)動(dòng)軸，12、左右軌道始端轉(zhuǎn)動(dòng)輪滑槽，12-3、右轉(zhuǎn)動(dòng)輪軸承滑道，13、滑槽后支架，14、滑槽中支架；

如圖4所示，滑槽式錐體上滾實(shí)驗(yàn)儀兩腿張開俯視圖。2、底座，3、水平泡，5、底座中心線刻度尺，6、左右軌道平行投影線，8、左軌道支撐腿腳，8-9、右滑道，9、右軌道支撐腿腳，9-8、左滑道，10、左軌道，11、右軌道，12、左右軌道始端轉(zhuǎn)動(dòng)輪滑槽，10-00、左軌道水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸，10-2、滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪，10-11、滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪支架，11-00、右軌道水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸；

如圖5所示，滑槽式錐體上滾實(shí)驗(yàn)儀左右軌道滑至某一角度正視圖。1、支撐腿，2、底座，8、左支撐腿腳，8-1、左支撐腿腳鎖緊螺絲，8-2、左支撐腿，8-3、左支撐腿上下調(diào)節(jié)螺旋，8-4、左空心活動(dòng)支撐桿，8-5、左方位旋轉(zhuǎn)支撐柱，8-6、左方位旋轉(zhuǎn)支撐柱固定螺絲，10、左軌道，10-0、左軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，10-8、左軌道轉(zhuǎn)動(dòng)軸滑道，10-1、轉(zhuǎn)動(dòng)輪左支撐架，10-2、滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪，10-3、游標(biāo)尺(副尺)，10-20、轉(zhuǎn)動(dòng)輪左轉(zhuǎn)動(dòng)軸，12、左右軌道始端轉(zhuǎn)動(dòng)輪滑槽，12-1、主尺，11-2、左軸承移動(dòng)滑道，13、滑槽后支架，14、滑槽中支架；

如圖6所示，滑槽式錐體上滾實(shí)驗(yàn)儀游標(biāo)尺、轉(zhuǎn)輪與軌道固定件。8-5、左方位旋轉(zhuǎn)支撐柱，10、左軌道，10-0、左軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，10-8、左軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸滑道，10-00、左軌道水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸，10-2、滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪，10-3、游標(biāo)尺，10-10、游標(biāo)尺固定螺釘，10-20、轉(zhuǎn)動(dòng)輪左轉(zhuǎn)動(dòng)軸；

如圖7所示，左右軌道、轉(zhuǎn)動(dòng)輪、游標(biāo)尺與支架連接結(jié)構(gòu)沿軌道方向正視圖。10、左軌道，10-00、左軌道水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸，10-1、左支架，10-2、轉(zhuǎn)動(dòng)輪，10-3、游標(biāo)尺10-10、游標(biāo)尺固定螺絲，10-11、滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪支架，10-20、轉(zhuǎn)動(dòng)輪左轉(zhuǎn)動(dòng)軸，10-21、左鎖緊螺絲，11、右軌道，11-00、右軌道水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸，11-1、右支架，11-20、轉(zhuǎn)動(dòng)輪右轉(zhuǎn)動(dòng)軸，11-21、右鎖緊螺絲；

如圖8所示，為左右軌道平行調(diào)節(jié)水平、滑動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪與支架連接結(jié)構(gòu)俯視圖。10、左軌道，10-0、左軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，10-8、左軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸滑道，10-00、左軌道水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸，10-1、左支架，10-3、游標(biāo)尺，10-20、轉(zhuǎn)動(dòng)輪左轉(zhuǎn)動(dòng)軸，10-21、左鎖緊螺絲，11、右軌道，11-0、右軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，11-8、右軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸滑道，11-00、右軌道水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸，11-1、右支架，11-2、滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪，11-20、轉(zhuǎn)動(dòng)輪右轉(zhuǎn)動(dòng)軸，11-21、左鎖緊螺絲；

本發(fā)明的結(jié)構(gòu)連接說(shuō)明：

底座2下設(shè)置有三個(gè)可調(diào)節(jié)支撐腿1，底座2上設(shè)置有調(diào)平水平泡3，底座2左端設(shè)置有左右軌道始端轉(zhuǎn)動(dòng)輪滑槽12，轉(zhuǎn)動(dòng)輪滑槽12螺固于滑槽后支撐腿13和滑槽中支撐腿14上，滑槽12末端直接固定于底座上，滑槽12外圈左側(cè)面設(shè)置有主尺12-1，滑槽12內(nèi)圈設(shè)置有滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪10-2軸承滑道11-2，在滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪10-2軸承滑道11-2與主尺12-1間設(shè)置有游標(biāo)尺10-3移動(dòng)空間，游標(biāo)尺10-3固定在滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪10-2左支撐架10-1側(cè)面，滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪10-2安裝在左支架10-1與右支架11-1間，滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪10-2左右轉(zhuǎn)動(dòng)軸(10-20、11-20)穿過(guò)左支架10-1與右支架11-1后，再穿過(guò)滑槽12的左右軸承移動(dòng)滑道(11-2、11-3)，其左右固定螺絲(10-21、11-21)可在滑槽12的左右軸承移動(dòng)滑道(11-2、11-3)外面與滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪10-2的左右轉(zhuǎn)動(dòng)軸(10-20、11-20)螺接，如圖2、圖3所示；左軌道10的左軌道水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸10-00與右軌道11的右軌道水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸11-00設(shè)置在關(guān)于滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪10-2為對(duì)稱的滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪支架10-11上，左軌道10的左軌道水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸10-00與右軌道11的右軌道水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸11-00相距2cm，如圖7、圖8所示；左軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸10-0可在左軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸滑道10-8上移動(dòng)來(lái)改變左軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸10-0位置，左軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸10-0設(shè)置在左方位旋轉(zhuǎn)支撐柱8-5上端，左方位旋轉(zhuǎn)支撐柱8-5套接在左空心活動(dòng)支撐桿8-4上端，可通過(guò)左方位旋轉(zhuǎn)支撐柱8-5固定螺絲8-6固定，左空心活動(dòng)支撐桿8-4下部與左支撐桿上下調(diào)節(jié)螺旋8-3連接，左支撐桿上下調(diào)節(jié)螺旋8-3下部與左支撐腿8-2螺接，左支撐桿上下調(diào)節(jié)螺旋8-3可上下調(diào)節(jié)左空心活動(dòng)支撐桿8-4高度，左支撐腿腳8-0可在左支撐腿腳滑槽8-9中滑動(dòng)，當(dāng)位置確定后可通過(guò)左支撐腿腳8鎖緊螺絲8-1固定，如圖2所示；右軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸11-0可在右軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸滑道11-8上移動(dòng)來(lái)改變右軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸11-0位置，右軌道移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸11-0設(shè)置在右方位旋轉(zhuǎn)支撐柱9-5上端，右方位旋轉(zhuǎn)支撐柱9-5套接在右空心活動(dòng)支撐桿9-4上端，可通過(guò)右方位旋轉(zhuǎn)支撐柱9-5鎖緊螺絲9-6固定，右空心活動(dòng)支撐桿9-4下部與右支撐桿上下調(diào)節(jié)螺旋9-3連接，右支撐桿上下調(diào)節(jié)螺旋9-3下部與右支撐腿9-2螺接，右支撐桿上下調(diào)節(jié)螺旋9-3可上下調(diào)節(jié)右空心活動(dòng)支撐桿9-4高度，右支撐腿腳9可在右支撐腿腳滑槽9-8中滑動(dòng)，當(dāng)位置確定后可通過(guò)右支撐腿腳鎖緊螺絲9-1固定，如圖3所示。

本發(fā)明的滑槽式三維調(diào)節(jié)定量驗(yàn)證錐體上滾條件實(shí)驗(yàn)儀的實(shí)驗(yàn)操作說(shuō)明：

1、將錐體上滾實(shí)驗(yàn)儀組裝好；

2、調(diào)節(jié)底座2下面的三個(gè)可調(diào)節(jié)支撐腿1，使調(diào)平水平泡3處于圓圈中央；

3、左軌道10與右軌道11始端滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪10-2轉(zhuǎn)動(dòng)至初始位置，將左軌道10終端的左支撐腿腳8與右軌道11終端的右支撐腿腳9放在初始位置，即左軌道10與右軌道11處于平行狀態(tài)，此時(shí)，讀出左軌道10與右軌道11始端在滑槽中位置對(duì)應(yīng)的主尺與游標(biāo)尺刻度值α₁，如圖8、圖2、圖3所示；

4、對(duì)左軌道10的左支撐腿上下調(diào)節(jié)螺旋8-3與右軌道11的右支撐腿上下調(diào)節(jié)螺旋9-3進(jìn)行粗調(diào)，讓左軌道10與右軌道11大致水平，然后將水平尺放在左軌道10與右軌道11上表面不同方位，細(xì)調(diào)左支撐腿上下調(diào)節(jié)螺旋8-3與右支撐腿上下調(diào)節(jié)螺旋9-3，使之水平尺上水平泡均處于圓圈中央，如圖2、圖3與圖8所示；

5、根據(jù)老師所給雙圓錐體底面直徑、高，以及錐體最終所滾位置，推算相關(guān)參數(shù)；

6、根據(jù)所推算的相關(guān)參數(shù)，將左軌道10末端支撐腿腳8和右軌道11末端支撐腿腳9分別沿左支撐腿腳滑槽8-9和右支撐腿腳滑槽9-8對(duì)稱移動(dòng)相應(yīng)距離，此過(guò)程，左軌道10末端移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸10-0與右軌道11末端移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸11-0會(huì)分別在左軌道10末端移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸滑道10-8與右軌道11末端移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸滑道11-8中移動(dòng)相應(yīng)距離，使之左軌道10末端支撐腿腳8和右軌道11末端支撐腿腳9間距接近s，此過(guò)程同時(shí)，左軌道10圍繞左軌道始端左水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸A₁(10-00)轉(zhuǎn)動(dòng)，右軌道11圍繞右軌道始端水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸A₂(11-00)轉(zhuǎn)動(dòng)；再次將水平尺放置于左軌道10與右軌道11上表面不同方位，分別調(diào)節(jié)軌道末端左支撐腿上下調(diào)節(jié)螺旋8-3與右支撐腿上下調(diào)節(jié)螺旋9-3，使之水平尺的水泡處于圓圈中間位置，再次確保左軌道10與右軌道11處于同一水平面內(nèi)。如圖8、圖2、圖3所示；

7、沿著滑槽12將左右軌道(10、11)始端滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪10-2向下轉(zhuǎn)動(dòng)至推算的角度，鎖緊左右軌道始端滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪軸承鎖緊螺絲，將特定的雙錐體放在軌道上，沿著滑槽12方向上下慢慢移動(dòng)滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪10-2，使之雙錐體沿左右軌道(10、11)方向剛好慢慢滾動(dòng)為止，讀出此時(shí)左右軌道(10、11)始端位置對(duì)應(yīng)主尺與游標(biāo)尺刻度α₂，則左右軌道(10、11)平面所轉(zhuǎn)角度為Δα＝α₂-α₁，如圖4所示。

8、分別計(jì)算和tanΔα，看是否滿足錐體上滾條件：

$tan\frac{{\mathrm{\β}}_i}{2}tan\frac{{\mathrm{\γ}}_i}{2}\>{\mathrm{tan\α}}_i$

驗(yàn)證錐體上滾條件實(shí)驗(yàn)原理：

1、左右軌道始端轉(zhuǎn)動(dòng)角度的推算方法

在左右軌道被此關(guān)于中心線對(duì)稱、平行且上表面水平前提條件下。設(shè)已知雙錐體底面直徑m與高度n，雙圓錐體頂角β_i，確定左右軌道末端支撐腿腳關(guān)于底座中心線對(duì)稱移動(dòng)間距s，則左右軌道間的夾角γ_i，左右軌道始端圍繞左右軌道末端移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度(即左右軌道平面相對(duì)于水平面傾角)α_i，如圖9和圖10所示。則

tanβ_i＝m/2/n/2＝m/n ……(1)

根據(jù)雙錐體高度n，確定左右軌道夾角一半正切

tanγ_i/2＝s/2/l＝s/2l ……(2)

依據(jù)錐體上滾條件

$tan\frac{{\mathrm{\β}}_i}{2}tan\frac{{\mathrm{\γ}}_i}{2}\>{\mathrm{tan\α}}_i\mathrm{......}\left(3\right)$

讓

tanβ_i/2·tanγ_i/2＝f_i ……(4)

則tanα_i<f_i，得

α_i<acr tan f_i ……(5)

2、錐體上滾實(shí)驗(yàn)相關(guān)參數(shù)的測(cè)量方法

調(diào)節(jié)底座三個(gè)支撐腿，讓底座水平泡處于圓圈中央，合并錐體實(shí)驗(yàn)儀左右軌道末端支撐腿腳，使之左右軌道平行，轉(zhuǎn)動(dòng)左右軌道始端滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪處于水平位置，鎖緊左右軌道始端滑槽轉(zhuǎn)動(dòng)輪軸承鎖緊螺絲，將水平尺放置在左右軌道上表面上的不同方位，分別調(diào)節(jié)左右軌道末端支撐桿上下調(diào)節(jié)螺旋，使之兩軌道處于同一水平面(水平尺氣泡位于圓圈中央)上，讀出左右軌道始端初始所處位置主副尺讀數(shù)α₁，根據(jù)所選定底面直徑m_i、高n_i的錐體，對(duì)稱移動(dòng)左右軌道末端支撐腿腳，使之左右軌道末端支撐腿腳中心間距為s(s<n_i)，則左右軌道夾角一半的正切

tanγ_i/2/＝s/2/l＝s/2l …(6)

計(jì)算雙錐體頂角一半的正切

tanβ_i/2＝m/n ……(7)

讓

tanβ_i/2·tanγ_i/2＝f_i ……(8)

有tanα_i<f_i，則

α₀<acr tan f_i ……(9)

則左右軌道始端應(yīng)該轉(zhuǎn)過(guò)的角度大約在α₀<acrtanf_i附近，并在其附近調(diào)整為α_i時(shí)，雙錐體剛好滾動(dòng)，則左右軌道轉(zhuǎn)過(guò)的角度為：

Δα＝α_i-α₀<α_i-acr tan f_i ……(10)

需要特別說(shuō)明的是，為了演示雙錐體在左右軌道上長(zhǎng)時(shí)間滾動(dòng)，需要延長(zhǎng)軌道長(zhǎng)度，可將擋錐物(A)固定在軌道最末端，則左右軌道末端擋錐物(A)間距應(yīng)該不大于雙錐體高度n_i，此時(shí)，可采用相似三角形將擋錐物所在軌道末端位置換算至左右軌道末端豎直方向移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上方處，這樣就可以確定左右軌道末端支撐腿腳中心之間的間距，從而確定左右軌道末端支撐腿腳相對(duì)中心線移動(dòng)間距s。

實(shí)例分析：

1、錐體上滾相關(guān)參數(shù)的測(cè)量與推算結(jié)果記入表1；

2、實(shí)驗(yàn)步驟與方法(略)；

3、誤差與分析如表1。

表1.4個(gè)雙錐體相關(guān)尺寸與擋錐物所在軌道末端位置時(shí)的相關(guān)參數(shù)