探究向心力演示仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种探究向心力演示仪，属于教学仪器领域。减速电机固定在轴承内圈中，铁棍与轴承的内圈固定连接，联轴器通过扁铁与轴承的外圈固定连接，轴承的外圈与斜梁固定连接，所述斜梁相对于轴承对称放置，斜梁的上方固定有铁槽，铁槽的一端固定有微型电子称，所述微型电子称竖直放置，微型电子称的下方位置对应放置有便携式测速仪。本实用新型具有性能可靠、误差小的优点，教学中的演示实验与学生分组实验均能使用。
【专利说明】探究向心力演示仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种探究向心力演示仪，属于教学仪器领域。
【背景技术】
[0002]高中物理课程中，向心力是非常重要的知识点，同时也是教学难点。传统的“向心力实验演示仪”仅仅是半定量的，并且误差较大，从而只能定性地说明向心力大小与相关变量有关，而无法定量地测出向心力与半径、线速度和质量有关，即准确性难以控制。为了解决上述问题，我们提供一种探究向心力演示仪。
实用新型内容
[0003]本实用新型提供一种探究向心力演示仪，目的在于克服无法定量研究向心力与半径、质量、线速度间的关系及准确性难以控制的不足，其优点是操作简便，原理直观，性能可靠，误差小，适合演示实验及学生分组实验。将向心力定性演示实验改进为定量操作实验。
[0004]本实用新型采用以下技术解决方案:一种探究向心力演示仪，包括减速电机、联轴器、扁铁、轴承、铁棍、斜梁、铁槽、微型电子秤，减速电机固定在轴承内圈中，铁棍与轴承的内圈固定连接，联轴器通过扁铁与轴承的外圈固定连接，轴承的外圈与斜梁固定连接，所述斜梁相对于轴承对称放置，斜梁的上方固定有铁槽，铁槽的一端固定有微型电子称，所述微型电子称竖直放置，微型电子称的下方位置对应放置有便携式测速仪。
[0005]减速电机与蓄电池之间连接一个电源开关和一个电位器。
[0006]铁槽的中部固定一个无线摄像头，无线摄像头对准微型电子称。
[0007]铁棍、电位器、电源开关分别固定于重底座上，蓄电池固定于重底座内。
[0008]本实用新型与传统的“向心力实验演示仪”相比，克服了无法定量研究向心力与半径、质量、线速度间的关系及准确性难以控制的不足，实现了通过测速装置和测向心力装置使学生通过实际演示可分别改变质量、线速度、半径实时读出向心力和速度的数值，分别找出上述物理量与向心力的关系图像，进而总结出向心力公式，并且操作简便，原理直观，性能可靠，误差小，适合演示实验及学生分组实验。将向心力定性演示实验改进为定量操作实验。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的结构示意图。
[0010]图中:1、减速电机，2、联轴器，3、扁铁，4、轴承，5、铁棍，6、斜梁，7、铁槽，8、微型电子秤，9、无线摄像头，10、便携式测速仪，11、电位器，12、开关，13、蓄电池，14、重底座。
【具体实施方式】
[0011]如图1所述，本实用新型包括减速电机1、联轴器2、扁铁3、轴承4、铁棍5、斜梁6、铁槽7、微型电子秤8，减速电机I固定在轴承4内圈中，铁棍5与轴承4的内圈固定连接，联轴器2通过扁铁3与轴承4的外圈固定连接，轴承4的外圈与斜梁6固定连接，所述斜梁6相对于轴承4对称放置，斜梁6的上方固定有铁槽7，铁槽7的一端固定有微型电子称8，所述微型电子称8竖直放置，微型电子称的下方位置对应放置有便携式测速仪10。减速电机I与蓄电池13之间连接一个电源开关12和一个电位器11。铁槽7的中部固定一个无线摄像头9，无线摄像头对准微型电子称8。铁棍5、电位器11、电源开关12分别固定于重底座14上，蓄电池13固定于重底座内。
[0012]使用时，把小球置于铁槽7中的某一位置，并从铁槽7的刻度上读出到轴心的距离，使微型电子秤8竖直靠着小球，将微型电子秤8竖直固定于铁槽7中。将便携式测速仪10置于小球的正下方。将无线摄像头9与计算机连接。打开开关，调节电位器11，微型电子秤8对小球的弹力提供小球做圆周运动时所需的向心力，并通过微型电子秤8测出示数，由无线摄像头9获取读数，并显示于计算机。记录便携式测速仪10示数和微型电子秤8示数，设置电子表格，写入公式，将微型电子秤示数转换成力大小[力的大小=(微型电子秤示数/1000)*9.8]N。绘制散点圈。
[0013]实验过程:
[0014](一)半径、线速度大小一定，探究向心力与质量的关系:
[0015]1.固定微型电子秤8的位置，保持减速电机I转速不变，打开微型电子秤8 ;
[0016]2.依次将不同质量的小球放入铁槽7，分别记下小球的质量以及微型电子秤8示数；
[0017]3.将得到的数据输入电子表格，作出向心力与质量的关系图象，得出向心力与质量呈线性关系，即当做圆周运动的物体的运动半径和线速度大小保持不变时，其所需的向心力与质量成正比。
[0018](二)质量、半径一定，探究向心力与线速度的关系:
[0019]1.固定微型电子秤8的位置，放入小球，打开微型电子秤8，打开便携式测速仪10，打开电源换开关12 ；
[0020]2.调节电位器11控制减速电机I转速，分别记下小球的线速度以及微型电子秤8示数；
[0021]3.将得到的数据输入电子表格，作出向心力与线速度的关系图象，观察数据点的分布，可见具有抛物线特征。
[0022]4.利用电子表格算出线速度的平方、线速度的平方根、线速度的立方，再分别绘制向心力与线速度、线速度的平方、线速度的平方根、线速度的立方之间的关系图像。从图像上易得向心力与速度的平方呈线性关系，即当做圆周运动的物体的质量和运动半径保持不变时，其所需的向心力与线速度的平方成正比。
【权利要求】
1.一种探究向心力演示仪，其特征在于，包括减速电机(I)、联轴器(2)、扁铁(3)、轴承(4)、铁棍(5)、斜梁(6)、铁槽(7)、微型电子秤(8)，减速电机(I)固定在轴承(4)内圈中，铁棍(5 )与轴承(4 )的内圈固定连接，联轴器(2 )通过扁铁(3 )与轴承(4 )的外圈固定连接，轴承(4)的外圈与斜梁(6)固定连接，所述斜梁(6)相对于轴承(4)对称放置，斜梁(6)的上方固定有铁槽(7)，铁槽(7)的一端固定有微型电子称(8)，所述微型电子称(8)竖直放置，微型电子称的下方位置对应放置有便携式测速仪(10 )。
2.根据权利要求1所述的一种探究向心力演示仪，其特征在于，减速电机(I)与蓄电池(13)之间连接一个电源开关(12)和一个电位器(11)。
3.根据权利要求2所述的一种探究向心力演示仪，其特征在于，铁槽(7)的中部固定一个无线摄像头(9 )，无线摄像头对准微型电子称(8 )。
4.根据权利要求3所述的一种探究向心力演示仪，其特征在于，铁棍(5)、电位器(11)、电源开关(12)分别固定于重底座(14)上，蓄电池(13)固定于重底座内。
【文档编号】G09B23/10GK203480737SQ201320655617
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】陈骥 申请人:陈骥