本发明涉及医疗设备领域,具体地讲,涉及一种简谐振动的旋转矢量演示仪。
背景技术:
简谐振动是学习振动和波动学理论的基础,现在简谐振动图线的演示多通过单摆和弹簧振子的振动来演示,其效果直观简单但单一,现有技术中还可以用旋转矢量法来诠释简谐振动图线,以更全面的对照分析简谐振动的基本振动方程中的振幅、周期、相位等重要参量,但在多年的教学中发现用旋转矢量法诠释简谐振动图线相对抽象学生不易理解,是教学的一个难点,旋转矢量法只是通过图像法来进行展示,没有一种可以直观演示旋转矢量法的装置,此为现有技术的不足之处。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是提供一种简谐振动的旋转矢量演示仪,方便进行简谐振动的实验演示。
本发明采用如下技术方案实现发明目的:
一种简谐振动的旋转矢量演示仪,包括底板(6),其特征是:所述底板(6)上固定有立柱(13)、电磁铁(10)、电机控制装置(14)、电磁铁按钮(10a)、立板(9a)和支撑柱(9),所述立柱(13)上固定有横板(2)的一端,所述横板(2)的另一端固定有弹簧(12)的一端,所述弹簧(12)的另一端固定有圆球一(11),所述立板(9a)一侧通过连接架固定有电机(4),所述电机(4)的输出轴上固定有圆盘(3)所述圆盘(3)上固定有横轴(4a),所述横轴(4a)的端点处固定有圆球二(5),所述支撑柱(9)上固定有手电筒(8),所述底板(6)一侧对应所述手电筒(8)光线的位置设置有屏幕(1)。
作为对本技术方案的进一步限定,所述圆球一(11)和圆球二(5)的结构相同。
作为对本技术方案的进一步限定,所述电机控制装置(14)包括控制器,所述控制器通过电机驱动芯片连接所述电机(4),所述控制器还连接电机按钮(7)和输入键盘。
作为对本技术方案的进一步限定,所述电磁铁按钮(10a)与所述电磁铁(10)和电源电性连接。
作为对本技术方案的进一步限定,所述控制器采用stc89c52单片机,所述电机驱动芯片采用电机驱动芯片l298n。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果是:在演示简谐振动时,在已知弹簧的劲度系数k和圆球二的质量的前提下,通过公式
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的侧视图。
图3为本发明的俯视图。
图中:1、屏幕,2、横板,3、圆盘,4、电机,4a、横轴,5、圆球二,6、底板,7、电机按钮,8、手电筒,9、支撑柱,9a、立板,10、电磁铁,10a、电磁铁按钮,11、圆球一,12、弹簧,13、立柱,14、电机控制装置。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的一个具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1-图3所示,本发明包括底板6,所述底板6上固定有立柱13、电磁铁10、电机控制装置14、电磁铁按钮10a、立板9a和支撑柱9,所述立柱13上固定有横板2的一端,所述横板2的另一端固定有弹簧12的一端,所述弹簧12的另一端固定有圆球一11,所述立板9a一侧通过连接架固定有电机4,所述电机4的输出轴上固定有圆盘3所述圆盘3上固定有横轴4a,所述横轴4a的端点处固定有圆球二5,所述支撑柱9上固定有手电筒8,所述底板6一侧对应所述手电筒8光线的位置设置有屏幕1。
所述圆球一11和圆球二5的结构相同。
所述电机控制装置14包括控制器,所述控制器通过电机驱动芯片连接所述电机4,所述控制器还连接电机按钮7和输入键盘。
所述电磁铁按钮10a与所述电磁铁10和电源电性连接。
所述控制器采用stc89c52单片机,所述电机驱动芯片采用电机驱动芯片l298n。
本发明的工作流程为:在演示简谐振动时,在已知弹簧12的劲度系数k和圆球二5的质量m的前提下,通过公式
以上公开的仅为本发明的一个具体实施例,但是,本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。