CN207249968U - 一种向心力演示仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种向心力演示仪，包括底座、底座上部的支架、支架连接的转盘及调速电机，转盘外侧盘面设有横杆；横杆一端滑动连接有电子感应仓，另一端滑动连接有物理观察仓；电子感应仓内部固定有上、下、左、右压力传感器；物理观察仓内壁相对面分别设有弹簧，该弹簧另一端分别连接有挡板；物理观察仓外部居中位置设有与弹簧相对垂直的指针；支架上部设有与转盘内侧面相对的调节杆，该调节杆与转盘内侧面分别设有相对应的触头；底座上设有控制面板，该控制面板设有上、下、左、右LED显示器，且下部安装有调速旋钮和电源开关。本实用新型能够直观的观察测量点的力，看到测量点是压力或支持力，选择合适的测量点，方便测量演示，便于维护。

Description

一种向心力演示仪

技术领域

本实用新型涉及教育教学领域，具体是一种向心力演示仪。

背景技术

目前，中学物理教学中存在很多难点，这类难点对于学生来说理解上存在困难，其主要原因是在没有生动实验或现实展示的基础上过于抽象，单纯的将其中的物理规律或物理公式教给学生，使学生被迫接受，难以留下深刻印象，最多只能做到表象，影响学生的接受程度，从而难于在实际中理解并应用。

向心力公式或，其中m为进行圆周运动的物体质量，r为半径，v为线速度，ω为角速度，向心力作为学生学习的一个难点，很难被学生学习掌握，由于演示装置过于简单无法形象的演示，学生不能很好地理解，导致授课效果不理想，使教学中存在以下难点：（1）现行实验仪器只能定性探讨半径r，线速度v，角速度ω与向心力之间的关系，不能够精确测量数据，应用数据定量研究向心力、半径、角速度、线速度之间的关系；（2）竖直平面内圆周运动的研究中，轻绳、轻杆模型以及临界条件的探讨一直是困扰学生学习的难点；（3）对于竖直平面各个角度上圆周运动的研究一直是高中物理课程探讨的空白，而这些位置的向心力来源不清楚，给学生全面认识圆周运动带来困难，其次竖直平面各个角度上圆周运动的研究对工农业生产、航空航天发展有一定的研究价值。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型目的在于提供一种向心力演示仪，能够直观的观察测量点处四个面的力，看到测量点是压力还是支持力，选择合适的测量点，方便测量演示，便于维护。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是这样实现的：一种向心力演示仪，包括底座、底座上部设置的支架、支架上通过转轴连接的转盘及调速电机，其特征在于：所述转盘外侧盘面设有横杆，该横杆一端通过滑动连接安装有电子感应仓，其另一端通过滑动连接安装有物理观察仓；所述电子感应仓内部上、下、左、右依次固定有上压力传感器、下压力传感器、左压力传感器和右压力传感器；所述物理观察仓内壁相对面分别设有弹簧，该弹簧另一端分别连接有挡板；所述物理观察仓外部居中位置设有与所述弹簧相对垂直的指针；所述支架上部设有与所述转盘内侧面相对的调节杆，该调节杆与所述转盘内侧面分别设有相对应的触头；所述底座上设有控制面板，该控制面板设有上LED显示器、下LED显示器、左LED显示器和右LED显示器，且下部安装有调速旋钮和电源开关。

所述上压力传感器、下压力传感器、左压力传感器和右压力传感器分别与所述上LED显示器、下LED显示器、左LED显示器和右LED显示器串联连接，分别串联后并联在一起与电源S和开关K1连接组成闭合电路，且并联有开关K2。

所述物理观察仓与所述电子感应仓质量相等。

所述横杆上设有刻度。

所述调速旋钮连接所述调速电机。

本实用新型与现有技术相比其有益效果在于：

（1）本实用新型由于电子感应仓内设置有上压力传感器、下压力传感器、左压力传感器和右压力传感器，通过上LED显示器、下LED显示器、左LED显示器和右LED显示器，能够直观的观察电子感应仓内测量点处四个面的力。

（2）本实用新型的物理观察仓上设置的指针，通过指向弹簧连接的挡板，看到测量点是压力还是支持力。

（3）本实用新型由于支架设置有调节杆，调节杆和转盘分别设有触点，通过转盘转动，调节杆的触点调节到与转盘触点相接触位置，选择合适的测量点。

（4）本实用新型的电子感应仓和物理观察仓质量相同，通过调速旋钮调节调速电机的转速，调整相同半径，方便测量演示，便于维护。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的正面结构示意图；

图2为本实用新型的背面结构示意图；

图3为本实用新型的右视结构示意图；

图4为本实用新型的物理观察仓结构示意图；

图5为本实用新型的电子感应仓结构图；

图6为本实用新型的电路图。

图中：1.底座，2.支架，3.转盘，4.调速电机，5.横杆，6.电子感应仓，61.上压力传感器，62.下压力传感器，63.左压力传感器，64.右压力传感器，7.物理观察仓，71.弹簧，72.挡板，73.指针，8.调节杆，9.触头，10.控制面板，101.上LED显示器，102.下LED显示器，103.左LED显示器，104.右LED显示器，11.调速旋钮，12.电源开关。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5、6所示，一种向心力演示仪，包括底座1、底座1上部设置的支架2、支架2上通过转轴连接的转盘3及调速电机4，转盘3外侧盘面设有横杆5，该横杆5上设有刻度；横杆5一端通过滑动连接安装有电子感应仓6，其另一端通过滑动连接安装有物理观察仓7，且物理观察仓7与电子感应仓6质量相等；电子感应仓6内部上、下、左、右依次固定有上压力传感器61、下压力传感器62、左压力传感器63和右压力传感器64；物理观察仓7内壁相对面分别设有弹簧71，该弹簧71另一端分别连接有挡板72；物理观察仓7外部居中位置设有与弹簧71相对垂直的指针73；支架2上部设有与转盘3内侧面相对的调节杆8，该调节杆8与转盘3内侧面分别设有相对应的触头9；底座1上设有控制面板10，该控制面板10设有上LED显示器101、下LED显示器102、左LED显示器103和右LED显示器104，且下部安装有调速旋钮11和电源开关12，调速旋钮11连接调速电机4；上压力传感器61、下压力传感器62、左压力传感器63和右压力传感器64分别与上LED显示器101、下LED显示器102、左LED显示器103和右LED显示器104串联连接，分别串联后并联在一起与电源S和开关K1连接组成闭合电路，且并联有开关K2。

在具体教学演示中，首先滑动物理观察仓7和电子感应仓6，在横杆5上按照刻度调节合适的半径；然后将等质量的物体分别放入物理观察仓7与电子感应仓6中，转动调节杆8的角度，此时调节杆8所指位置即为测量点；最后打开位于控制面板10上的电源开关12，并通过调速旋钮11调节调速电机4转速，转盘3开始转动；在转盘3转动过程中，位于物理观察仓7内的弹簧71在力的作用下产生变化，位于物理观察仓7内的物体发生偏移，此时以指针73为参照物，可以很直观的判断测量点所受的力是压力还是向心力；同时，电子感应仓6内由于设有上压力传感器61、下压力传感器62、左压力传感器63和右压力传感器64，当转盘3的触头9转动到与调节杆8的触头9相接触位置时，开关K1闭合电路导通，位于控制面板10的上LED显示器101、下LED显示器102、左LED显示器103和右LED显示器104将会分别显示测量点的受力情况,当测量结束后关闭电源即可。

Claims (5)

1.一种向心力演示仪，包括底座（1）、底座（1）上部设置的支架（2）、支架（2）上通过转轴连接的转盘（3）及调速电机（4），其特征在于：所述转盘（3）外侧盘面设有横杆（5），该横杆（5）一端通过滑动连接安装有电子感应仓（6），其另一端通过滑动连接安装有物理观察仓（7）；所述电子感应仓（6）内部上、下、左、右依次固定有上压力传感器（61）、下压力传感器（62）、左压力传感器（63）和右压力传感器（64）；所述物理观察仓（7）内壁相对面分别设有弹簧（71），该弹簧（71）另一端分别连接有挡板（72）；所述物理观察仓（7）外部居中位置设有与所述弹簧（71）相对垂直的指针（73）；所述支架（2）上部设有与所述转盘（3）内侧面相对的调节杆（8），该调节杆（8）与所述转盘（3）内侧面分别设有相对应的触头（9）；所述底座（1）上设有控制面板（10），该控制面板（10）设有上LED显示器（101）、下LED显示器（102）、左LED显示器（103）和右LED显示器（104），且下部安装有调速旋钮（11）和电源开关（12）。

2.如权利要求1所述的一种向心力演示仪，其特征在于：所述上压力传感器（61）、下压力传感器（62）、左压力传感器（63）和右压力传感器（64）分别与所述上LED显示器（101）、下LED显示器（102）、左LED显示器（103）和右LED显示器（104）串联连接，分别串联后并联在一起与电源S和开关K1连接组成闭合电路，且并联有开关K2。

3.如权利要求1所述的一种向心力演示仪，其特征在于：所述物理观察仓（7）与所述电子感应仓（6）质量相等。

4.如权利要求1所述的一种向心力演示仪，其特征在于：所述横杆（5）上设有刻度。

5.如权利要求1所述的一种向心力演示仪，其特征在于：所述调速旋钮（11）连接所述调速电机（4）。