CN207149134U - 圆周运动规律演示仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型装置涉及一种新型圆周运动规律演示仪，属于教学仪器。由导轨、光电门与压力传感器数据显示器、光电门发射端、光电门接收端、刻度尺、压力传感器、小球、底座组成。导轨为凹槽结构设计，分为多级凹槽，对应不同尺寸的小球。导轨利用底座缺口和插销固定在底座上。刻度尺竖直放置，用于标定位置并测量相对位置。本装置可以作为验证圆周运动内导轨最高点所需的最小速度的演示装置，也可作为验证机械能守恒的装置。本实用新型装置结构简单，易于操作，实验现象明显，功能丰富，能够直观地演示出圆周运动规律，将以前的理论知识转化为实验进行演示。
Description
技术领域
本实用新型涉及圆周运动规律演示仪器的新品种，属于教学仪器。
背景技术
在圆周运动教学中，圆周内轨道最高点速度一般是由理论推导而来，没有一个教具供教师直观演示，学生通常会有疑问，借助本演示仪，基于理论推导，学生可以直观的体验圆周运动规律。
竖直平面的圆周运动一直是高中物理教学中的重难点，学生难以想象物体在做圆周运动时的状态，借助本演示仪，学生可正确测量出物体圆周运动时的速度、对轨道的压力，借助理论推导，使学生更易理解和掌握圆周运动的规律。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种演示圆周运动规律的教学仪器，以便直观地观察物体在做圆周运动时，处于圆周不同位置的速度与理论推导值是否相同。同时，可利用竖直轨道研究机械能守恒的规律。
本实用新型所述的一种圆周运动规律的演示仪，包括导轨(2)、光电门(7)、刻度尺(5)、底座(3)、小球，其特征是：所述轨道由三部分构成，分别是竖直导轨(2)、上半圆导轨、下半圆导轨，导轨设有凹槽，限制小球运动。五光电门分别固定在导轨的不同位置，用于测量不同位置小球运动速度。多片压力传感器(15)被固定在导轨上，位置与光电门(7)位置相同，用于测量小球经过时的压力大小。导轨被安放在底座(3)之上，用插销(10)、缺口(11)固定。刻度尺被固定在竖直导轨(2)外侧，用于测量不同数据。光电门(7)与压力传感器数据显示器(1)与五光电门(7)连接一起，收集处理数据，光电门与压力传感器数据显示器(1)内存小球半径数据，调整选项选择所选小球半径。
本实用新型的有益效果：实验仪器设计巧妙、操作简便；实验结果获取方便，可以与理论值相验证，体现理论与实际相验证的思想，提高课堂教学效率；能够直观地演示计算出圆周运动规律，是传统教学中所没有的。可利用本实验仪器演示圆周运动规律和验证机械能守恒定律。
附图说明
图1是圆周运动规律演示仪的装置结构图；
图2是本实用新型装置的细节图；
图3是本实用新型装置的局部精细图；
图中：1、光电门与压力传感器数据显示器，2、竖直导轨，3、底座，4、半圆导轨，5、刻度尺，6、竖直导轨转轴，7、光电门，8、显示器，9、操作控制台，10、插销，11、缺口，12、宽凹槽，13、中等凹槽，14、窄凹槽，15、压力传感器，16、光电门1，17、光电门2。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
参见图1、图2以及图3所示的一种新型圆周运动规律演示仪的教学仪器，包括光电门与压力传感器数据显示器(1)、竖直导轨(2)、底座(3)、半圆导轨(4)，其结构特点是：所述光电门与压力传感器数据显示器(1)，可对光电门(7)和压力传感器(15)收集的数据进行分析处理。所述竖直导轨(2)、半圆导轨(4)设有三个不同宽度导轨，宽凹槽(12)、中等凹槽(13)、窄凹槽(14)可用于不同宽度小球使用。所述半圆导轨分为上下两个半圆导轨。上半圆导轨半径明显小于下半圆导轨半径。竖直导轨(2)与半圆导轨(4)连接，固定于底座(3)。刻度尺(5)竖直放置于竖直导轨(2)外侧，用于测量下落高度。竖直导轨转轴(6)位于竖直导轨(2)最高处，转动增加竖直导轨长度，用于测量自由落体运动高度使用。
五个压力传感器(15)、五个光电门(7)被配套固定在导轨的不同位置，压力传感器(1)固定于竖直导轨(2)与半圆导轨(4)连接处，压力传感器(2)固定于半圆导轨(4)最低点，压力传感器(3)固定于半圆导轨(4)的上半圆导轨与下半圆导轨连接处，压力传感器(4)固定于半圆导轨最高处，压力传感器(5)固定于半圆导轨缺口处。
显示器(8)为光电门与压力传感器数据显示器(1)的显示窗口，操作控制台(9)为圆周运动规律演示仪的控制端，输入命令进行测量。插销(10)、缺口(11)用于固定底座(3)，使小球运动时不发生移动，减少实验误差。
演示时：演示实验开始前，将小球放在特定凹槽处，通过重量作用下落，通过光电门(7)和压力传感器(15)测得压力与速度数据，在光电门与压力传感器数据显示器(1)显示出来，可对曲线运动规律进行验证。同时打开折叠的竖直导轨，可用于对机械能守恒定律的检验。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.圆周运动规律演示仪，其主要包括光电门与压力传感器数据显示器(1)、导轨(2)、底座(3)、刻度尺(5)、光电门(7)、压力传感器(15)，其特征在于所述导轨与底座(3)连接，导轨(2)内部设有不同宽度凹槽，导轨上设有光电门(7)装置，包括光电门发射端与光电门接收端，光电门(7)与光电门显示器(8)连接，刻度尺(5)标定在竖直导轨(2)外侧。
2.根据权利要求1所述的圆周运动规律演示仪，其特征是：所述导轨分为上下半圆曲面导轨和竖直导轨，所述半圆曲面导轨为大小不同的两个半圆，上半圆曲面导轨半径较小，下半圆曲面导轨半径明显大于上半圆曲面，所述导轨为中间含有凹槽的导轨装置，所述凹槽导轨装置含不同宽度的凹槽(12)，适用于不同大小小球运动。
3.根据权利要求1所述的圆周运动规律演示仪，其特征是：所述光电门(7)固定于导轨(2)上，所述光电门(7)与压力传感器数据显示器(8)用于计算物体经过光电门(7)时速度，收集压力传感器(15)上的压力大小，所述光电门(7)分别位于下半圆导轨与竖直导轨连接处、下半圆导轨与上半圆导轨连接处、上半圆导轨最高点、上半圆导轨缺口处，所述压力传感器(15)分别位于上半圆导轨最高点、下半圆导轨与上半圆导轨连接处、下半圆最低点。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114067640A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-02-18 | 杭州高级中学钱塘学校 | 向心力公式验证普教仪器及其验证方法 |
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2016
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