一种可调的离心轨道的制作方法

本实用新型涉及离心轨道结构改进技术领域，尤其是一种可调的离心轨道。

背景技术：

离心轨道是研究机械能守恒和向心力效果的一套实验器材，其结构是：包括下滑轨道段9、圆周轨道段5、上升轨道段4和底座15，底座上制出安装座16，安装座上端嵌装圆周轨道段，在圆周轨道段前侧和后侧的两个端部分别一体连接下滑轨道段和上升轨道段。使用时，将钢球7放在下滑轨道段上，松开手，使钢球以初速度为零的状态开始下滑，当满足一定条件后，钢球可以先经过圆周轨道段的最低点至圆周轨道段的最高点，最后回到圆周轨道段最低点并沿着上升轨道段运动到最高点2的阻挡框1处，学生可以观察钢球在下滑轨道段的不同位置时，其运动的整个状态。在实际使用中发现，上述结构较为简单，无法直观的让学生掌握钢球能够通过圆周轨道段最高点的条件，而且钢球在圆周轨道段的最高点和最低点时的受力情况也无法直接检测出来，而且学生的参与感不强，不利于提高教学的效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供显示直观并可由学生预设多种条件的一种可调的离心轨道。

本实用新型采取的技术方案是：

一种可调的离心轨道，包括下滑轨道段、圆周轨道段、上升轨道段和底座，底座上设置圆周轨道段，圆周轨道段位于前侧和后侧的两个端部分别一体连接下滑轨道段和上升轨道段，其特征在于：在圆周轨道段的最高点处嵌装一上压力传感器，在圆周轨道段与下滑轨道段连接处旁侧的最低点处嵌装一下压力传感器，所述上压力传感器和下压力传感器的输出端连接底座一侧设置的中央控制模块的输入输出接口，该中央控制模块连接一输入键盘模块和一显示屏。

而且，所述中央控制模块通过一显示驱动模块连接所述显示屏。

而且，所述下滑轨道段下方的底座上设置一横向滑轨，该滑轨两端固定在底座上间隔设置的两个固定座上，在滑轨上横向滑动安装一滑块，该滑块上端面竖直安装一标尺。

本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型中，滑块沿着滑轨横向滑动，标尺可以测量出钢球在下滑轨道段的竖直高度，而圆周轨道段的直径已知，根据竖直高度和直径之间的比例关系可以判断出钢球是否能够通过圆周轨道段最高点，学生可以通过输入键盘模块将竖直高度输入中央控制模块内，由其进行模拟计算，计算出钢球能否通过最高点以及钢球位于圆周轨道段最高点和最低点的瞬时受力情况，然后学生将标尺推到合适的位置，再将钢球放在下滑轨道段与标尺相交的位置处松手，通过钢球的实际运动来检测是否能够通过最高点以及最高点和最低点处的受力情况，使学生能够将理论和实践有机的结合起来，更利于其掌握知识点和计算公式，提高教学效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的原理图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。

一种可调的离心轨道，如图1、2所示，包括下滑轨道段9、圆周轨道段5、上升轨道段4和底座15，底座上设置圆周轨道段，圆周轨道段位于前侧和后侧的两个端部分别一体连接下滑轨道段和上升轨道段，本实用新型的创新在于：在圆周轨道段的最高点处嵌装一上压力传感器6，在圆周轨道段与下滑轨道段连接处旁侧的最低点处嵌装一下压力传感器8，所述上压力传感器和下压力传感器的输出端连接底座一侧壳体18内设置的中央控制模块的输入输出接口，该中央控制模块连接一输入键盘模块17和一显示屏3。

本实施例中，圆周轨道段具有前侧和后侧的两个端部，图中位于后侧的端部与下滑轨道段下端一体连接，图中位于前侧的端部与上升轨道段下端一体连接，该两处旁侧的圆周轨道段具有两个最低点，此处只在于下滑轨道段连接处旁侧的最低点处设置下压力传感器就可以了。所述中央控制模块通过一显示驱动模块连接所述显示屏。

所述下滑轨道段下方的底座上设置一横向滑轨10，该滑轨两端固定在底座上间隔设置的两个固定座14上，在滑轨上横向滑动安装一滑块12，该滑块上端面竖直安装一标尺11，标尺位于下滑轨道段后侧，为了保证其测量准确，在滑块上安装一用于将滑块固定在滑轨某处的顶丝13。

本实用新型使用时：

判断钢球能否通过圆周轨道段最高点的关键是钢球位于最高点时，其受到的重力不大于钢球在最高点时的向心力，具体公式是：

设m为钢球质量，圆周轨道段的半径为R，钢球在最高点的速度为v，则

(1-牛顿第二定律)

(2-机械能守恒分析)

由式(1)和式(2)得到：

(3-钢球初始竖直高度与圆周轨道段半径的关系)

当钢球不会离开最高点。当时，钢球在中途就要离开轨道而落下。

学生通过输入键盘模块将钢球处于的下滑轨道段处对应的标尺的竖直高度输入中央控制模块内，由其进行模拟计算，计算出钢球7能否通过最高点以及钢球位于圆周轨道段最高点和最低点的瞬时受力情况，该计算过程设计的公式和结果均在显示屏上显示出来；

学生将标尺推到合适的位置，再将钢球放在下滑轨道段与标尺相交的位置处松手，通过钢球的实际运动来检测是否能够通过最高点以及最高点和最低点处的受力情况。

本实用新型中，滑块沿着滑轨横向滑动，标尺可以测量出钢球在下滑轨道段的竖直高度，而圆周轨道段的直径已知，根据竖直高度和直径之间的比例关系可以判断出钢球是否能够通过圆周轨道段最高点，使学生能够将理论和实践有机的结合起来，更利于其掌握知识点和计算公式，提高教学效果。