一种新型离心力教学演示装置的制作方法

本实用新型涉及教学用具技术领域，尤其是一种新型离心力教学演示装置。

背景技术：

离心力是一种虚拟力，是一种惯性力，它使旋转的物体远离它的旋转中心。在牛顿力学里，离心力曾被用于表述两个不同的概念：在一个非惯性参考系下观测到的一种惯性力，向心力的平衡。在拉格朗日力学下，离心力有时被用来描述在某个广义坐标下的广义力。离心力的计算公式为：f=mω^2r（m是做圆周运动的物体的质量，ω表示非惯性系自身转动的角速度，r是做圆周运动的物体离圆心的距离）。

离心力是物理课程中的重要知识点，其理论较为抽象，学生理解不易，需要通过离心力实验演示辅助教学，现有的离心力演示装置中，只能粗略的看到固定重量的演示球在转轴上以一定的半径作圆周运动，并无法形象的演示出离心力与物体的质量、转动的角速度及转动半径之间的相对关系，教学效果不佳。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服上述技术缺点提供一种新型离心力教学演示装置。结构设计合理，使用简单方便，可形象直观的演示出离心力与物体的质量、转动的角速度及转动半径之间的相对关系，可加深学生理解掌握课程理论知识，提高了教学效果。

本实用新型解决技术问题采用的技术方案为：一种新型离心力教学演示装置，包括外框、转筒、实验筒、实验柱、变频电机、底座、棘条，所述底座中部固定设有变频电机，变频电机的输出轴上端固定连接有转筒，转筒两侧对称连接有方形的外框，外框内的转筒两侧对称设有4个实验筒，所述实验筒的端部螺接固定有管盖，上方两个实验筒的下侧筒壁上设有滑动槽，上方两个实验筒的管盖内侧固定连接有压缩弹簧，压缩弹簧的另一端固定连接有圆形的挡片，挡片下端设有滑片，滑片穿过滑动槽后其下端通过铰轴铰接固定有棘爪，棘爪下侧设有与其相匹配的棘条，棘条的两端分别与外框和转筒固定连接，所述实验筒内均放置有实验柱，下方两个实验筒内的实验柱之间连接有拉绳。本装置使用时，变频电机转动，上方的2个实验柱会向两侧移动，推动挡片向管盖方向移动，后在压缩弹簧的作用下，实验柱停止移动，变频电机停止时，由于棘爪与棘条配合使用，可以使挡片只能向两侧移动，不能向转筒一侧移动，实验后可以方便的观看同质量实验柱在同转速下的移动距离以及在不同转速下的移动距离，也可查看不同质量的实验柱在同转速下的移动距离，从而可形象直观的演示离心力与物体质量、转动角速度及转动半径之间的关系，下方的两个实验柱之间连接有拉绳，可方便的演示两同质量的实验柱在离转筒的中轴线距离相等及不相等时，转动后两实验柱的位置变化，方便的验证离心力与转动半径之间的关系，也可方便的演示两个不同质量的实验柱在转动半径相等时转动结束后的实验柱位置，可形象直观的演示出离心力与物体质量之间的关系，通过上下两组实验筒的实验演示，可以形象直观的演示出离心力与物体的质量、转动的角速度及转动半径之间的相对关系，加深学生理解掌握课程知识点，提高了教学效果。

所述实验筒为透明塑料材质制成，实验筒的外壁上设有刻度线。使用透明材质，可以方便的观察实验筒内实验柱的位置。

本实用新型所具有的有益效果是：本实用新型结构设计合理，使用简单方便，可形象直观的演示出离心力与物体的质量、转动的角速度及转动半径之间的相对关系，可加深学生理解掌握课程理论知识，提高了教学效果。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图。

附图2为本实用新型的实验筒的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1、附图2对本实用新型做以下详细说明。

如图1、图2所示，本实用新型包括外框5、转筒4、实验筒6、实验柱8、变频电机2、底座1、棘条10，所述底座1中部固定设有变频电机2，变频电机2的输出轴3上端固定连接有转筒4，转筒4两侧对称连接有方形的外框5，外框5内的转筒4两侧对称设有4个实验筒6，所述实验筒6的端部螺接固定有管盖7，上方两个实验筒6的下侧筒壁上设有滑动槽15，上方两个实验筒6的管盖7内侧固定连接有压缩弹簧11，压缩弹簧11的另一端固定连接有圆形的挡片12，挡片12下端设有滑片13，滑片13穿过滑动槽15后其下端通过铰轴铰接固定有棘爪14，棘爪14下侧设有与其相匹配的棘条10，棘条10的两端分别与外框5和转筒4固定连接，所述实验筒6内均放置有实验柱8，下方两个实验筒6内的实验柱8之间连接有拉绳9。本装置使用时，变频电机2转动，上方的2个实验柱8会向两侧移动，推动挡片12向管盖7方向移动，后在压缩弹簧11的作用下，实验柱8停止移动，变频电机2停止时，由于棘爪14与棘条10配合使用，可以使挡片12只能向两侧移动，不能向转筒4一侧移动，实验后可以方便的观看同质量实验柱8在同转速下的移动距离以及在不同转速下的移动距离，也可查看不同质量的实验柱8在同转速下的移动距离，从而可形象直观的演示离心力与物体质量、转动角速度及转动半径之间的关系，下方的两个实验柱8之间连接有拉绳9，可方便的演示两同质量的实验柱8在离转筒4的中轴线距离相等及不相等时，转动后两实验柱8的位置变化，方便的验证离心力与转动半径之间的关系，也可方便的演示两个不同质量的实验柱8在转动半径相等时转动结束后的实验柱8位置，可形象直观的演示出离心力与物体质量之间的关系，通过上下两组实验筒6的实验演示，可以形象直观的演示出离心力与物体的质量、转动的角速度及转动半径之间的相对关系，加深学生理解掌握课程知识点，提高了教学效果。

所述实验筒6为透明塑料材质制成，实验筒6的外壁上设有刻度线16。使用透明材质，可以方便的观察实验筒6内实验柱8的位置。

实验时，在上方两个实验筒6内放置同质量的实验柱8，观察变频电机2不同转速下实验柱8的位置，在上方两个实验筒6内放置不同质量的实验柱8，观察变频电机2转动后实验柱8的位置，在下方的两个实验筒6内放置同质量的实验柱8，观察实验柱8放在离转筒4同距离或不同距离的位置时，变频电机2转动结束后，两个实验柱8的位置变化，再实验再下方两个实验筒6内放置不同质量的实验柱8，再将两个实验柱8放在离转筒4同距离位置时，观察变频电机2转动结束后，两个实验柱8的位置变化，通过在上述实验条件下，两侧实验筒6内实验柱8的位置比较，可以形象直观的演示出离心力与物体的质量、转动的角速度及转动半径之间的相对关系。

技术特征：

1.一种新型离心力教学演示装置，包括外框、转筒、实验筒、实验柱、变频电机、底座、棘条，其特征在于：所述底座中部固定设有变频电机，变频电机的输出轴上端固定连接有转筒，转筒两侧对称连接有方形的外框，外框内的转筒两侧对称设有4个实验筒，所述实验筒的端部螺接固定有管盖，上方两个实验筒的下侧筒壁上设有滑动槽，上方两个实验筒的管盖内侧固定连接有压缩弹簧，压缩弹簧的另一端固定连接有圆形的挡片，挡片下端设有滑片，滑片穿过滑动槽后其下端通过铰轴铰接固定有棘爪，棘爪下侧设有与其相匹配的棘条，棘条的两端分别与外框和转筒固定连接，所述实验筒内均放置有实验柱，下方两个实验筒内的实验柱之间连接有拉绳。

2.根据权利要求1所述的一种新型离心力教学演示装置，其特征在于：所述实验筒为透明塑料材质制成，实验筒的外壁上设有刻度线。

技术总结
本实用新型涉及教学用具技术领域，尤其是一种新型离心力教学演示装置，包括外框、转筒、实验筒、实验柱、变频电机、底座、棘条，所述底座中部固定设有变频电机，变频电机的输出轴上端固定连接有转筒，转筒两侧对称连接有方形的外框，外框内的转筒两侧对称设有4个实验筒，所述实验筒的端部螺接固定有管盖，上方两个实验筒的管盖内侧固定连接有压缩弹簧，压缩弹簧的另一端固定连接有圆形的挡片，挡片下端设有滑片，实验筒内均放置有实验柱。本实用新型结构设计合理，使用简单方便，可形象直观的演示出离心力与物体的质量、转动的角速度及转动半径之间的相对关系，可加深学生理解掌握课程理论知识，提高了教学效果。

技术研发人员：周泽航
受保护的技术使用者：周泽航
技术研发日：2018.05.27
技术公布日：2020.09.11