[实用新型]圆周运动演示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种中学物理教学用具，具体的说涉及一种圆周运动演示装置。

背景技术

物理力学中的概念、定律比较抽象难懂，在教学过程中老师仅仅通过讲解学生难于理解，在讲解牛顿第一定律时，一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态，由于没有教具，老师不易进行讲解，不能给学生直观的演示。在讲解圆周运动时，在两种不同模型中产生圆周运动的条件不同，当小球与小球圆周运动中心通过拉绳连接时，当小球在最高点，拉绳拉力等于零时，此时小球运动的速度是产生圆周运动的最小速度，当小球在最高点的运动速度大于最小速度时，小球能做完整的圆周运动，当小球在最高点的运动速度小于最小速度时，小球将脱离圆周轨道，做斜抛运动；当小球与小球圆周运动中心通过支撑杆连接时，由于小球在最高点时，支撑杆可以给与小球支撑力，小球在最高点时的最小速度是零，只要小球在最高点的速度大于零，小球就可以做圆周运动，由于两种模型中小球在最高点时的最小速度的确定方式和速度大小不同，所以在讲解时，学生难于理解。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是针对以上问题，提供一种易于学生理解牛顿第一定律和小球圆周运动原理的圆周运动演示装置。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：圆周运动演示装置，包括基座和设置于基座上的面板，所述面板上部设置有转轴，所述转轴上设置有拉绳，所述拉绳的另一端连接有小球，所述面板上设置有通孔，所述面板下部设置有碰撞装置。

作为一种优化方案，所述碰撞装置包括滑杆、弹性元件和撞块，所述撞块套装在滑杆上并可沿滑杆的轴向滑动，所述弹性元件一端与滑杆的一端连接，所述弹性元件另一端与撞块连接。

一种具体优化方案，所述弹性元件为弹簧。

一种具体优化方案，所述通孔位于半径小于拉绳长度的圆周上。

一种具体优化方案，所述转轴上设置有凹槽。

一种具体优化方案，所述凹槽的数量为两个。

一种具体优化方案，所述面板上设置有围挡。

一种具体优化方案，所述面板的背面上设置有支腿。

一种具体优化方案，所述小球与转轴之间设置有支撑杆。

本实用新型采取以上技术方案，具有以下优点：当讲解牛顿第一定律时，将面板水平放置，通过底座和支腿支撑，使撞块在滑杆上滑动，压缩弹簧，然后放开撞块，撞块与小球发生碰撞，小球开始做圆周运动，将蜡烛或酒精灯点燃放置在通孔处，当拉绳运动到通孔处时，拉绳被烧断，小球将沿圆周的切线方向运动，直至碰到围挡才改变其运动状态和方向；当讲解圆周运动时，将面板竖直放置，将拉绳或支撑杆放置在转轴上远离面板的凹槽内，压缩弹簧，使撞块与小球发生碰撞，观察拉绳和支撑杆两种模型的小球的运动轨迹和运动特点，可以改变弹簧的压缩量，从而改变小球圆周运动的初速度，便于观察不同的运动情况，在演示中使学生对理论知识进行理解，学生易于理解。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

附图1为本实用新型实施例中圆周运动演示装置的结构示意图；

附图2为附图1的左视图。

图中：

1-面板；2-转轴；3-通孔；4-围挡；5-滑杆；6-撞块；7-弹簧；8-小球；9-拉绳；10-底座；11-凹槽；12-支腿。

具体实施方式

实施例：如附图1和附图2所示，圆周运动演示装置，包括基座10和设置于基座10上的面板1，面板1上部设置有转轴2，转轴2上设置有凹槽11，凹槽11的数量为两个，转轴2上设置有拉绳9，拉绳9一端位于凹槽11内，拉绳9的另一端连接有小球8，面板1上设置有通孔3，通孔3位于半径小于拉绳9长度的圆周上，面板1下部设置有碰撞装置。

面板1的上部和两侧均设置有围挡4，面板1的背面上设置有支腿12，当面板1水平放置时，对面板1起到支撑作用。

碰撞装置包括滑杆5、弹性元件和撞块6，弹性元件为弹簧7，滑杆5两端与两侧的围挡4固定连接，撞块6套装在滑杆5上，撞块6可沿滑杆5的轴向往复滑动，弹簧7的一端与一侧的围挡4固定连接，弹簧7的另一端与撞块6连接。

在进行牛顿第一定律演示时，可以将酒精灯或者蜡烛点燃后放置在通孔3处，将拉绳9烧断，在进行圆周运动演示时，可以采用拉绳9和支撑杆分别演示。