各类人造卫星自动旋转演示教具及其使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种各类人造卫星自动旋转演示教具，包括一个具有底座和立柱的支架，所述立柱的顶端分别设有同心安装的地球轴、近地卫星轴、同步卫星轴和极地卫星轴；以上轴上分别固定有一个地球仪、一个近地卫星模型、一个同步卫星模型和一个极地卫星模型；所述地球仪的赤道呈竖直，所述近地卫星环、同步卫星环和极地卫星环同心竖直分布并分别和地球仪的赤道同心。本演示教具，其使用方法分为以调节准备和演示二个步骤；采用了本发明的演示教具及其使用方法，通过不同转速的电机来带动近地、同步、极地卫星环，使固定在其上的近地、同步、极地卫星模型绕地球仪转动，直观的演示了各种人造卫星绕地球运行时的速度，使学生更易于理解与记忆。
【专利说明】
各类人造卫星自动旋转演示教具及其使用方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种教具，具体的说是涉及一种高中物理课程中的各种人造卫星如何绕地球进行运动的演示教具及其使用方法。
【背景技术】
[0002]高中物理必修理2中万有引力与航天的卫星问题让好多学生感到困惑，原因之一是卫星种类多，有近地卫星、极地卫星、同步卫星，既要掌握各卫星的运动规律并且还要和地面上物体进行比较，尤其是近地卫星与地球表面物体运动规律的差异更是学生理解上的难点。原因之二是教师对卫星规律的讲解停留在理论上，没有现成的教具帮助学生理解，学生只能通过理论推理了解卫星运动规律，学生不易撑握，且容易遗忘。
【发明内容】
[0003]为克服上述缺陷，本发明旨在提供一种能让学生在理论基础上对卫星运动有直观的认识，便于学生理解，使学生留下深刻印象，产生长久记忆卫星运动轨迹演示教具及其使用方法。
[0004]为达到上述目的，本发明采用的技术方案为:各类人造卫星自动旋转演示教具，包括一个支架，所述支架包括一个底座和一根竖直向上的立柱，所述立柱的顶端分别设有同心安装的地球轴、近地卫星轴和同步卫星轴，所述地球轴、近地卫星轴和同步卫星轴分别通过同步带与地球电机、近地卫星电机和同步卫星电机传动连接;所述地球轴上固定有一个地球仪，所述近地卫星轴上通过一个近地卫星环固定有一个近地卫星模型，所述同步卫星轴上通过一个同步卫星步卫星环固定有一个同步卫星模型；所述底座上还设有一个旋转板，所述旋转板上传动连接有一个极地卫星环，所述极地卫星环上固定有一个极地卫星模型;所述地球仪的赤道呈竖直，所述近地卫星环、同步卫星环和极地卫星环同心竖直分布并分别和地球仪的赤道同心。
[0005]所述底座上还设有一个极地卫星电机，所述极地卫星电机与极地卫星环传动连接。
[0006]所述地球仪的赤道上还固定有一个人模。
[0007]采用了本发明的各类人造卫星自动旋转演示教具及其使用方法，通过不同转速的电机来带动近地、同步、极地卫星环，使固定在其上的近地、同步、极地卫星模型绕地球仪转动，直观的演示了各种人造卫星绕地球运行时的速度，使学生更易于理解与记忆。
【附图说明】
[0008]图1是本发明的结构示意图；
[0009]图2是本发明的另一种实施例结构示意图。
[0010]图中:2-地球轴，3-近地卫星轴，4-同步卫星轴，5-地球电机，6-近地卫星电机，7_同步卫星电机，8-地球仪，9-近地卫星模型，10-同步卫星模型，11-底座，12-立柱，13-近地卫星环，14-同步卫星环，15-极地卫星环，16-极地卫星模型，17-旋转板，18-极地卫星电机，19-人模。
【具体实施方式】
[0011]如图1所示，本发明公开了各类人造卫星自动旋转演示教具，包括一个支架，所述支架包括一个底座11和一根竖直向上的立柱12，其创新点主要在于所述立柱12的顶端分别设有同心安装的地球轴2、近地卫星轴3和同步卫星轴4，所述地球轴2、近地卫星轴3和同步卫星轴4分别通过同步带与地球电机5、近地卫星电机6和同步卫星电机7传动连接;所述地球轴2上固定有一个地球仪8，所述近地卫星轴3上通过一个近地卫星环13固定有一个近地卫星模型9，所述同步卫星轴4上通过一个同步卫星环14固定有一个同步卫星模型10;所述底座11上还设有一个旋转板17，所述旋转板17上传动连接有一个极地卫星环15，所述极地卫星环15上固定有一个极地卫星模型16;所述地球仪8的赤道呈竖直，所述近地卫星环13、同步卫星环14和极地卫星环15同心竖直分布并分别和地球仪8的赤道同心。
[0012]如图2所示，所述底座11上还设有一个极地卫星电机18，所述极地卫星电机18与极地卫星环15传动连接。通常，在极地卫星环15与极地卫星电机18通过齿轮齿条的方式进行传动。
[0013]综上所述，以地球仪8为中心，从内到外分别为近地卫星模型9、同步卫星模型10和极地卫星模型16。
[0014]当地球电机5启动时，带动地球轴2转动的同时使地球仪8也转动，同理，当近地卫星电机6启动时，带动近地卫星轴3转动的同时，使近地卫星环14以及固定在其上的近地卫星模型9绕地球仪8转动；同步卫星电机7启动时，带动同步卫星轴4转动的同时，使同步卫星环14以及固定在其上的同步卫星模型10绕地球仪转动;所述极地卫星电机18启动时，带动极地卫星环15以及固定在其上的极地卫星模型16绕地球仪8转动，所述地球电机5、近地卫星电机6、同步卫星电机7和极地卫星电机18可以为步进电机，并与一个控制中心控制连接。
[0015]所述地球仪8的赤道上还可以固定有一个人模19。
[0016]实施例一:
[0017]如图1所示，本发明所述的各类人造卫星自动旋转演示教具，其使用方法分为以步骤:
[0018]步骤一:准备，通过控制器分别调节地球电机5、近地卫星电机6和同步卫星电机7的转速，使近地卫星环13的转速大于地球仪8的转速，同步卫星环14的转速与地球仪8的转速一样，同时，把同步卫星模型10调整到人模19的正上方，把近地卫星模型9与极地卫星模型16调整到同步卫星模型10的位置；
[0019]步骤二:演示，同时启动地球电机5、近地卫星电机6和同步卫星电机7，此时，地球仪8以一定的转速绕地球轴2转动，同时，近地卫星模型9以快于地球仪8的线速度绕地球仪8转动，同步卫星模型1以与地球仪8相同的线速度和地球仪8同点转动，教师以手工的方法把极地卫星模型16沿极地卫星环15以低于同步卫星模型10的线速度同向移动。
[0020]实施例二:
[0021]如图2所示，本发明所述的各类人造卫星自动旋转演示教具，其使用方法分为以下步骤:
[0022]步骤一:准备，通过控制器分别调节地球电机5、近地卫星电机6、同步卫星电机7和极地卫星电机18的转速，使近地卫星环13的转速大于地球仪8的转速，同步卫星环14的转速与地球仪8的转速一样，极地卫星环15的转速小于地球仪8的转速，同时，把同步卫星模型10调整到人模19的正上方，把近地卫星模型9与极地卫星模型16调整到同步卫星模型10的位置；
[0023]步骤二:演示，同时启动地球电机5、近地卫星电机6、同步卫星电机7和极地卫星电机18，此时，地球仪8以一定的转速绕地球轴2转动，同时，近地卫星模型9以快于地球仪8的线速度绕地球仪8转动，同步卫星模型1以与地球仪8相同的线速度和地球仪8同点转动，极地卫星模型16以低于地球仪8的线速度绕地球仪转动。
[0024]通过本发明的各类人造卫星自动旋转演示教具以及使用方法，让学生在理论基础上对卫星运动有直观的认识，便于学生理解，使学生留下深刻印象，产生长久记忆。演示教具在与地球仪8赤道共面的情况下设制了一颗近地卫星模型9、一颗同步卫星模型10和一颗极地卫星模型16，能动态演示地球的自转和卫星的运动。可以比较的规律有卫星半径越大，线速度越小;地球表面物体和近地卫星的规律;地球表面物体和同步卫星的规律。演示教具的最外圈设计了一个轨道平面可以旋转的卫星，从而使卫星的类型更全面，并通过演示能轻松说明同步卫星的轨道必须与赤道面共面。通过该演示教具能轻松展示与卫星有关的各类问题，使一个教学难点在轻松有趣的演示过程中被学生理解和撑握，发挥教具的强大功會K。
【主权项】
1.一种各类人造卫星自动旋转演示教具，包括一个支架，所述支架包括一个底座(11)和一根竖直向上的立柱(12)，其特征在于所述立柱(12)的顶端分别设有同心安装的地球轴(2)、近地卫星轴(3)和同步卫星轴(4)，所述地球轴(2)、近地卫星轴(3)和同步卫星轴(4)分别通过同步带与地球电机(5)、近地卫星电机(6)和同步卫星电机(7)传动连接;所述地球轴(2)上固定有一个地球仪(8)，所述近地卫星轴(3)上通过一个近地卫星环(13)固定有一个近地卫星模型(9)，所述同步卫星轴(4)上通过一个同步卫星环(14)固定有一个同步卫星模型(10);所述底座(11)上还设有一个旋转板(17)，所述旋转板(17)上传动连接有一个极地卫星环(15)，旋转板17同时具有对极地卫星环15进行定位的作用，所述极地卫星环(15)上固定有一个极地卫星模型(16);所述地球仪(8)的赤道呈竖直，所述近地卫星环(I3)、同步卫星环(14)和极地卫星环(15)同心竖直分布并分别和地球仪(8)的赤道同心。2.根据权利要求1所述的各类人造卫星自动旋转演示教具，其特征在于所述底座(11)上还设有一个极地卫星电机(18)，所述极地卫星电机(18)与极地卫星环(15)传动连接。3.根据权利要求2所述的各类人造卫星自动旋转演示教具，其特征在于所述地球仪(8)的赤道上还固定有一个人模(19)。4.根据权利要求3所述的各类人造卫星自动旋转演示教具，其使用方法分为以下步骤: 步骤一:准备，通过控制器分别调节地球电机(5)、近地卫星电机(6)、同步卫星电机(7)和极地卫星电机(18)的转速，使近地卫星环(13)的转速大于地球仪(8)的转速，同步卫星环(14)的转速与地球仪(8)的转速一样，极地卫星环(15)的转速小于地球仪(8)的转速，同时，把同步卫星模型(10)调整到人模(19)的正上方，把近地卫星模型(9)与极地卫星模型(16)调整到同步卫星模型(10)的位置； 步骤二:演示，同时启动地球电机(5)、近地卫星电机(6)、同步卫星电机(7)和极地卫星电机(18)，或用手工的方法把极地卫星模型(16)沿极地卫星环(15)以低于同步卫星模型(10)的线速度同向移动。
【文档编号】G09B27/02GK105931562SQ201610482358
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】王舒琴
【申请人】王舒琴