[实用新型]圆周运动规律演示仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及圆周运动规律演示仪器的新品种，属于教学仪器。

背景技术

在圆周运动教学中，圆周内轨道最高点速度一般是由理论推导而来，没有一个教具供教师直观演示，学生通常会有疑问，借助本演示仪，基于理论推导，学生可以直观的体验圆周运动规律。

竖直平面的圆周运动一直是高中物理教学中的重难点，学生难以想象物体在做圆周运动时的状态，借助本演示仪，学生可正确测量出物体圆周运动时的速度、对轨道的压力，借助理论推导，使学生更易理解和掌握圆周运动的规律。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种演示圆周运动规律的教学仪器，以便直观地观察物体在做圆周运动时，处于圆周不同位置的速度与理论推导值是否相同。同时，可利用竖直轨道研究机械能守恒的规律。

本实用新型所述的一种圆周运动规律的演示仪，包括导轨(2)、光电门(7)、刻度尺(5)、底座(3)、小球，其特征是：所述轨道由三部分构成，分别是竖直导轨(2)、上半圆导轨、下半圆导轨，导轨设有凹槽，限制小球运动。五光电门分别固定在导轨的不同位置，用于测量不同位置小球运动速度。多片压力传感器(15)被固定在导轨上，位置与光电门(7)位置相同，用于测量小球经过时的压力大小。导轨被安放在底座(3)之上，用插销(10)、缺口(11)固定。刻度尺被固定在竖直导轨(2)外侧，用于测量不同数据。光电门(7)与压力传感器数据显示器(1)与五光电门(7)连接一起，收集处理数据，光电门与压力传感器数据显示器(1)内存小球半径数据，调整选项选择所选小球半径。

本实用新型的有益效果：实验仪器设计巧妙、操作简便；实验结果获取方便，可以与理论值相验证，体现理论与实际相验证的思想，提高课堂教学效率；能够直观地演示计算出圆周运动规律，是传统教学中所没有的。可利用本实验仪器演示圆周运动规律和验证机械能守恒定律。

附图说明

图1是圆周运动规律演示仪的装置结构图；

图2是本实用新型装置的细节图；

图3是本实用新型装置的局部精细图；

图中：1、光电门与压力传感器数据显示器，2、竖直导轨，3、底座，4、半圆导轨，5、刻度尺，6、竖直导轨转轴，7、光电门，8、显示器，9、操作控制台，10、插销，11、缺口，12、宽凹槽，13、中等凹槽，14、窄凹槽，15、压力传感器，16、光电门1，17、光电门2。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参见图1、图2以及图3所示的一种新型圆周运动规律演示仪的教学仪器，包括光电门与压力传感器数据显示器(1)、竖直导轨(2)、底座(3)、半圆导轨(4)，其结构特点是：所述光电门与压力传感器数据显示器(1)，可对光电门(7)和压力传感器(15)收集的数据进行分析处理。所述竖直导轨(2)、半圆导轨(4)设有三个不同宽度导轨，宽凹槽(12)、中等凹槽(13)、窄凹槽(14)可用于不同宽度小球使用。所述半圆导轨分为上下两个半圆导轨。上半圆导轨半径明显小于下半圆导轨半径。竖直导轨(2)与半圆导轨(4)连接，固定于底座(3)。刻度尺(5)竖直放置于竖直导轨(2)外侧，用于测量下落高度。竖直导轨转轴(6)位于竖直导轨(2)最高处，转动增加竖直导轨长度，用于测量自由落体运动高度使用。

五个压力传感器(15)、五个光电门(7)被配套固定在导轨的不同位置，压力传感器(1)固定于竖直导轨(2)与半圆导轨(4)连接处，压力传感器(2)固定于半圆导轨(4)最低点，压力传感器(3)固定于半圆导轨(4)的上半圆导轨与下半圆导轨连接处，压力传感器(4)固定于半圆导轨最高处，压力传感器(5)固定于半圆导轨缺口处。

显示器(8)为光电门与压力传感器数据显示器(1)的显示窗口，操作控制台(9)为圆周运动规律演示仪的控制端，输入命令进行测量。插销(10)、缺口(11)用于固定底座(3)，使小球运动时不发生移动，减少实验误差。

演示时：演示实验开始前，将小球放在特定凹槽处，通过重量作用下落，通过光电门(7)和压力传感器(15)测得压力与速度数据，在光电门与压力传感器数据显示器(1)显示出来，可对曲线运动规律进行验证。同时打开折叠的竖直导轨，可用于对机械能守恒定律的检验。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。