一种依托信息技术的三大宇宙速度学习用具的制作方法

本发明涉及计算机编程领域，涉及物理三大宇宙速度曲线轨道领域。

背景技术：

物理是一门基于实验的自然科学。中国将成航天强国。航空航天、三大宇宙速度是树立学生远大理想的重要学习内容。飞行器按不同的速度沿不同的数学曲线飞行，成为人造卫星、宇宙飞船、人造行星。迫切需要模拟实验来动态显示飞行器飞行状态，尤其需要智能显示飞行器隨着速度变化在不同轨道飞行的状态，需要一种依托信息技术的三大宇宙速度学习用具，但至今未见相关学习用具、教具和专利问世。

技术实现要素：

本发明正是为上述需要而发明的一种依托信息技术的三大宇宙速度学习用具，其特征在于由以下部件构成：基板(1)，有一组LED围成圆(2)固定在基板上象征地球，有一组LED沿抛物线固定于基板上(3)，(2)周边有一圈LED沿圆周固定在基板上(4)，(2)周边有一圈LED沿椭圆固定在基板上(5)，(2)周边有一圈LED沿更扁长的椭圆固定在基板上(6)，有LED(7)象征月球固定在基板上，(7)周边有一小圈LED沿小圆固定在基板上(8)，有一组LED沿双曲线固定于基板上(9)，有一组LED沿双曲线固定于基板上(10)，(11)为单片机固定在基板上，(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18)为子程序芯片。

每一块子程序芯片分别控制一条曲线上的LED，使这条曲线上的LED按一定的程序发光，形成流水灯，使流水灯呈现曲线状并显示方向，象征发射的炮弹、人造地球卫星、宇宙飞船、常娥奔月、月球卫星、人造行星(飞向火星的飞行器)、飞出太阳系的人造飞行器的飞行轨迹曲线和飞行方向。

单片机分别控制各子程序芯片，按设定程序执行。

附图说明

图1、本发明整体结构图。

图2、本发明一块子程序芯片和一条对应曲线上的一组LED连接电路图。(20)……(25)……为一组LED，(19)为电阻。

每一条曲线都由类似的一组LED和一块子程序芯片形成流水灯。电阻(19)选择的阻值不同，电阻越小，流水灯流动速度越大，象征飞行器飞行速度越快。

具体实施方式

制作和安装以下部件：基板(1)，有一组LED围成圆(2)固定在基板上象征地球，有一组LED沿抛物线固定于基板上(3)，(2)周边有一圈LED沿圆周固定在基板上(4)，(2)周边有一圈LED沿椭圆固定在基板上(5)，(2)周边有一圈LED沿更扁长的椭圆固定在基板上(6)，有LED(7)象征月球固定在基板上，(7)周边有一小圈LED沿小圆固定在基板上(8)，有一组LED沿双曲线固定于基板上(9)，有一组LED沿双曲线固定于基板上(10)，(11)为单片机固定在基板上，(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18)为子程序芯片。

每一块子程序芯片分别控制一条曲线上的LED，使这条曲线上的LED按一定的程序发光，形成流水灯，使流水灯呈现曲线状并显示方向，象征发射的炮弹、人造地球卫星、宇宙飞船、常娥奔月、月球卫星、人造行星(飞向火星的飞行器)、飞出太阳系的人造飞行器的飞行轨迹曲线和飞行方向。

单片机分别控制各子程序芯片按设定程序执行。

围成圆的一组LED并联，在单片机控制下同时发光，象征地球；象征月球的LED呈点光源状。

沿其他曲线安装的LED按电路图(即图2)安装，形成多组流水灯，象征飞行器轨迹。

在单片机智能控制下，象征地球的一圈LED首先发光。

在单片机控制下，沿抛物线的LED接着发光：按抛物线轨迹的流水灯象征发射的炮弹轨迹。因速度小发射出去，还得落到地面。电路中电阻(19)阻值较大，流水灯流速小。

在单片机控制下，接着圆形轨迹的流水灯发光：圆形轨迹流水灯象征当飞行器达到第一宇宙速度即7.9千米/秒(称环绕速度)时，飞行器将不再落回地面，将环绕地球做圆周运动。並且流水灯显示自西向东流动，象征飞行器向东发射可以借地球自转的速度(地球表面相对地心有自西向东速度)。

在单片机控制下，依次是椭圆轨道的流水灯发光：当飞行器速度增大到大于7.9千米/秒时，椭圆形流水灯显示飞行器轨迹是椭圆，地球球心是椭圆的一个焦点。

在单片机控制下接着更扁长椭圆轨道的流水灯发光：当飞行器速度继续增大，椭圆将更扁更长，象征飞行器将飞得更高、更远，飞行器有争脱地球引力的趋势，但毕竟还能沿椭圆轨道返回轨道近地点；如果飞行器在远地点(最高点)时，月球正好靠近，飞行器将被地球所吸，环月球圆周运动，此时，在单片机控制下，月球周围圆周轨道上LED流水灯发光，代表月球的LED发光。

在单片机控制下，扁长橢圆流水亮发光，飞行器进入地球轨道返回。

在单片机控制下，双曲线轨道上的LED流水灯发光：当飞行器速度增大到第二宇宙速度即11.2千米(称脱离速度)时，飞行器争脱地球束缚成为与地球平列的人造行星，也可飞向火星。

在单片机控制下，另一组沿双曲线轨道的LED流水灯发光：当飞行器速度增大到第三宇宙速度即16.7千米/秒(称逃逸速度)时，飞行器将争脱太阳的束缚，逃逸出去飞向太阳系以外的太空。电阻取不同的阻值，对应的流水灯的流动速度不同，象征飞行器飞行速度不同，对应的轨迹不同，哪一条轨迹先显示，哪一条轨迹后显示，可以通过单片机编程设定。

子程序芯片、LED按图2连接，电阻2兆欧左右，电阻减小，流水灯流速增大，象征飞行器速度增大。

单片机各路输出端分别与各子程序芯片相接。