CN200976229Y - 圆周运动演示仪 - Google Patents
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Abstract
圆周运动演示仪。以往高中物理老师在讲解圆周运动两类模型问题时，将平面的演示图画在黑板上，照着图对学生进行讲解，学生凭借自己的想象和老师的介绍去理解所讲问题的意义。圆周运动演示仪，底座2，与所述的底座连接的带有轴3的立板1，所述的底座上装有一端带有物块12的弹簧4，所述的弹簧中嵌套横杆6，所述的横杆的两端装有挡板5，所述的轴3上用绳10或者杆11连有小球9。本实用新型用于高中物理课上的教学演示仪器。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种高中物理演示圆周运动的教学仪器。
背景技术：
以往高中物理老师在讲解圆周运动两类模型问题时，将平面的演示图画在黑板上，照着图对学生进行讲解，学生凭借自己的想象和老师的介绍去理解所讲问题的意义。
竖直面内的圆周运动有两种模型，即绳类模型和杆类模型，绳只能产生拉力，不能产生向外的支持力，而杆可以产生双向的作用力，正是由于绳和杆的这一区别，才导致绳类模型和杆类模型的巨大差异。
绳类模型(包括绳拉球，球在圆周轨道内侧，水流星等)在最高点，当拉力T＝0时，mg＝mV临 2/R，V临是该类模形做圆周运动的临界速度。设做圆周运动的小球在最高点的速度为V，当V＞V临时，绳中有拉力，小球能做完整的圆周运动，当V＜V临时，小球早已经脱离圆周运动的轨道，做斜抛运动，在最高点有水平方向的速度。
杆类模型(包括杆拉球，球在圆轨道外侧等)在最高点支持力N＝0时，mg＝mVo2/R，当V＞V0时，杆对球有向下的拉力，当V＜V0时，杆对球有向上的支持力，使小球不落下来继续做圆周运动，当V＝0时，球刚好达到最高点，之前不会脱离圆轨道，只要V＞0，小球就会做完整的圆周运动。
这两类模型是高中物理教材的难点，也是高考的重点，通常经过老师的推导和习题的强化，学生机械的记住结论，但存在认知和理解的偏差，学生经常出错，达不到灵活运用的程度。主要是没有关于这一问题的教学仪器。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一种课堂教学用的圆周运动演示仪。
本实用新型的目的是这样实现的：
圆周运动演示仪，其组成包括：底座，与所述的底座连接的带有轴的立板，所述的底座上装有一端带有物块的弹簧，所述的弹簧中嵌套横杆，所述的横杆与挡板相连，所述的轴上用绳连有小球或用杆连有小球。
所述的圆周运动演示仪，所述的轴上带有凹槽。
所述的圆周运动演示仪，所述的立板上有圆周运动的轨迹。
所述的圆周运动演示仪，所述的与弹簧嵌套的横杆上刻有位置刻度。
这个技术方案有以下有益效果：
1.通过本仪器的演示学生可以清楚地看到两类模型的运动特点和运动轨迹，产生感性认识再结合理论分析，学生才能正确的理解两类模型的物理规律。
2.与立板连接的轴上带有凹槽，凹槽的凹陷部分可以使绳或杆套在槽里，使绳或杆绕轴转动时，不会从轴上脱落，不会侧滑。
3.横杆上的位置刻度可以标志弹簧压缩到的特定位置，当释放物块时小球获得不同的动能，便于演示小球不同情况下的运动。
4.立板上的圆周运动的轨迹清楚地标出小球在竖直平面内的运动轨迹，便于学生观察。
5.弹簧套在横杆上可以控制弹簧的运动方向，使弹簧上的物块与小球正碰，这样使得小球做完全的圆周运动。
附图说明：
附图1是本产品的结构示意图。图中标号：立板1，底座2，轴3，弹簧4，挡板5，横杆6，圆周运动的轨迹7，凹槽8，小球9，绳10，杆11，物块12。
附图2是本产品的左视图。
具体实施方式：
实施例1：
圆周运动演示仪，底座2，与所述的底座连接的带有轴3的立板1，所述的底座上装有一端带有物块12的弹簧4，所述的弹簧中嵌套横杆6，所述的横杆的两端装有挡板5，所述的轴3上用绳10连有小球9。
实施例2：
圆周运动演示仪，底座2，与所述的底座连接的带有轴3的立板1，所述的底座上装有一端带有物块12的弹簧4，所述的弹簧中嵌套横杆6，所述的横杆的两端装有挡板5，所述的轴3上用杆11连有小球9。
实施例3：
上述的圆周运动演示仪，所述的轴3上带有凹槽8。
实施例4：
上述的圆周运动演示仪，所述的立板上有圆周运动的轨迹7。
实施例5：
上述的圆周运动演示仪，所述的与弹簧4嵌套的横杆6上刻有位置刻度。
使用方法：
将与小球9连接的绳10套到轴3上，向左将物块12压到图中I的位置，释放物块后，物块12向前运动与小球9相撞，小球9获得比较小的动能做单摆运动。
如果将物块12压到图中II的位置，释放物块后，物块12向前运动与小球9相撞，小球9获得比较大的动能做完整的圆周运动。最后一圈时，小球损失了一定能量，不能上升到圆周的顶点，小球脱离圆周轨道做斜抛运动。
如果用杆替代绳和小球连接，将与小球9连接的杆11套到轴3上，向左将物块12压到图中I的位置，释放物块后，物块12向前运动与小球9相撞，小球9获得比较小的动能做单摆运动。
如果将物块12压到图中II的位置，释放物块后，物块12向前运动与小球9相撞，小球9获得比较大的动能做完整的圆周运动。最后一圈时，小球损失了一定能量，缓慢上升到顶点，然后小球沿着圆周轨迹返回到底点。
通过以上两组实验对比，充分展示了两类模型的特点，当小球速度较小时，两类模型都做单摆运动，绳和杆可产生向里的拉力。当速度较大时，两类模型都能在竖直面内作完整的圆周运动。但最后一圈时，绳类模型做斜抛运动，而杆类模型沿圆周轨迹返回。说明杆可以产生向外的支持力而绳不能。
Claims (4)
1.一种圆周运动演示仪，其组成包括：底座，其特征是：与所述的底座连接的带有轴的立板，所述的底座上装有一端带有物块的弹簧，所述的弹簧中嵌套横杆，所述的横杆与挡板相连，所述的轴上用绳连有小球或用杆连有小球。
2.根据权利要求1所述的圆周运动演示仪，其特征是：所述的轴上带有凹槽。
3.根据权利要求1或2所述的圆周运动演示仪，其特征是：所述的立板上有圆周运动的轨迹。
4.根据权利要求1或2所述的圆周运动演示仪，其特征是：所述的与弹簧嵌套的横杆上刻有位置刻度。
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|---|---|---|---|
| CN 200620022106 CN200976229Y (zh) | 2006-11-30 | 2006-11-30 | 圆周运动演示仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN 200620022106 CN200976229Y (zh) | 2006-11-30 | 2006-11-30 | 圆周运动演示仪 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN200976229Y true CN200976229Y (zh) | 2007-11-14 |
Family
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|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105070155A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-11-18 | 孟凡尧 | 一种圆周运动教学演示仪及其使用方法 |
| CN106297498A (zh) * | 2015-05-11 | 2017-01-04 | 张阁 | 做圆周运动小球经轻杆最高点的临界问题演示实验装置 |
| CN107274762A (zh) * | 2017-08-09 | 2017-10-20 | 将乐县科技馆 | 一种圆周运动演示用复位装置 |
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2006
- 2006-11-30 CN CN 200620022106 patent/CN200976229Y/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106297498A (zh) * | 2015-05-11 | 2017-01-04 | 张阁 | 做圆周运动小球经轻杆最高点的临界问题演示实验装置 |
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| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20071114 Termination date: 20091230 |