一种二维离心轨道运动实验装置的制作方法

本实用新型属于教学器械领域，特别涉及一种二维离心轨道运动实验装置。

背景技术：

在初高中物理教学领域，离心轨道是用于高中物理动能和势能部分教学，本实验器研究小球沿光滑的斜轨道由静止开始滑下，并进入竖直平面内的离心轨道运动。离心轨道运动可以分解为光滑斜轨道上的匀加速直线运动和竖直平面上的圆周运动这两个运动。现有市面上的普通离心轨道运动实验器为简单机械装置，直接实时显示出小球从静止开始运动到离开竖直平面的动作，在计算时间和向心力时需借助秒表，由于人工的干预，使得计算出来的结果无法精准，同时在客观生动方面也有所欠缺。

技术实现要素：

本实用新型提供一种结构简单，轨迹清晰，生动客观反映运动轨迹，且实验结果精确的二维离心轨道运动实验装置。

为达到上述目的，本实用新型的具体技术方案如下：

一种二维离心轨道运动实验装置，其特征在于：包括第一底座和发射球，所述发射球上设置有发射器，所述第一底座上设置有道轨支架，所述道轨支架和第一底座上设置有离心轨道，所述离心轨道与发射球适配，所述发射球可在离心轨道上进行匀加速直线运动和竖直平面上的圆周运动；所述离心轨道的始端设置有释放装置，所述释放装置为夹具；所述离心轨道的末端设置有阻断装置，所述阻断装置勾形道轨或半圆形道轨；所述二维离心轨道运动实验装置还包括有第二底座，所述第二底座上设置有立杆，所述立杆上设置有接收器，所述接收器与发射球内的发射器适配，所述接收器连接有显示器。

为保证信号接收的及时和准确，所述接收器高度大于或等于释放装置的高度。

为固定接收器于立杆上，所述立杆上设置有转接器，所述接收器和立杆通过转接器连接。

为方便校平本实用新型，降低离心轨道的阻力，所述第一底座为方形铝合金。

为方便校平，保持接收器的稳定性，所述第二底座为A字形。

本实用新型通过在发射球上设置的发射器和接收器相互适配，记录发射球的运动轨迹并通过计算器软件再现运动轨迹、计算向心力，其实验客观，结果精确，相较与传统的计算方式，本实用新型可以在专用实验软件上直接实时显示出发射球从静止开始运动到离开竖直平面后的运动轨迹，以及向心力情况，实验结果客观明朗，具备直观和精度上的优势；尤其适合于教学示范。

以下通过具体实施方式对本实用新型做进一步阐述。

附图说明

图1为本实用新型的正视图；

图2为本实用新型的右视图；

图3为本实用新型的左视图；

图4为本实用新型的俯视图。

标号说明

第一底座1，离心轨道2，道轨支架3，接收器4，释放装置5，阻断装置6，立杆7，第二底座8。

具体实施方式

一种二维离心轨道运动实验装置，包括第一底座1和发射球（图中未做标示），所述发射球上设置有信号发射器，可将发射球所在位置的动态轨迹转换成信号发射出去，所述第一底座1为方形铝合金，所述第一底座1上设置有道轨支架3，所述道轨支架3和第一底座1上设置有离心轨道2，所述离心轨道2以道轨支架3和第一底座1为支撑点，所述离心轨道2与发射球适配，所述发射球可在离心轨道2上进行匀加速直线运动和竖直平面上的圆周运动。所述离心轨道2的始端设置有释放装置5，所述释放装置5优选为夹具，闭合夹具，发射球固定在夹具上，打开夹具，发射球沿着离心轨道2自由落体，所述离心轨道2的末端设置有阻断装置6，所述阻断装置6用于阻断发射球运动并防止发射球脱离离心轨道2而掉落。所述阻断装置6优选为勾形道轨或半圆形轨道（如图1所示），所述发射球经过圆周运动后，具有一定的加速度，所述发射球经过勾形道轨到达最高点后，速度降低为零，滑落至勾形道轨最低点，从而阻断发射球的运动。

所述二维离心轨道运动实验装置还包括有第二底座8，第二底座为A字形底座，所述第二底座8上设置有立杆7，所述立杆7上设置有接收器4，所述接收器4与发射球内的发射器适配，用于接收发射球内发射出来的运动轨迹信号，并转换为数据输出至显示器（图中未做标示），优选地，所述接收器4安装高度大于或等于释放装置5的高度。所述接收器4和立杆7可通过转接器（图中未做标示）连接。所述接收器4连接有显示器（图中未做标示）。

本实用新型的使用方法如下：

第一步，安装第一底座1和离心轨道2，所述离心轨道2可通过有机玻璃支架与第一底座1固定，离心轨道2可适当微调，在离心轨道2的始端（始端高度根据离心轨道2的半径计算而来，保证发射球可以通过离心轨道2的最高点）安装释放装置5，同理，在离心轨道2的末端安装阻断装置6。同时，校平第一底座1；

第二步，安装第二底座8和立杆7，并通过转接器等固定装置将接收器4固定在立杆7上，用旋钮扭紧，所述接收器4的高度大于或等于离心轨道2上发射球的起始位置（释放装置）的高度，且所述发射球发射端与接收器4的位置在同一侧，以免接收不到信号；

第三步，将发射球安装在释放装置5上，打开释放装置5，发射球自由落下的过程中发出轨迹信号，所述接收器4接收信号并转换为数据输出至显示器，并根据需求打印发射球运动轨迹或计算向心力。

本实用新型通过在发射球上设置的发射器和接收器6相互适配，记录发射球的运动轨迹并通过计算器软件再现运动轨迹、计算向心力，其实验客观，结果精确，相较与传统的计算方式，具备直观和精度上的优势；尤其适合于教学示范。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。