[实用新型]向心力量化实验装置

说明书

本实用新型涉及实验装置技术领域，且公开了向心力量化实验装置，包括底座，所述底座的顶部分别固定安装有调速电机和支架，所述调速电机位于所述支架内，所述调速电机的输出端固定安装有转轴，所述转轴的顶部固定安装有方形框架一，所述方形框架一的顶部固定安装有转体，所述转体上固定安装有直尺，所述转体的底部以中线为中心对称安装有定滑轮，且两个所述定滑轮均位于所述方形框架一内。该向心力量化实验装置，通过可以定量分析、研究向心力F与物体质量m、运动半径r、旋转角速度ω之间的关系，实验装置结构简单，操作方便，效果明显，消除了定性研究向心力时给学生带来的疑虑，填补了向心力长期不能定量分析和实验验证的空白。

技术领域

本实用新型涉及实验装置技术领域，具体为向心力量化实验装置。

背景技术

在物理教学中，向心力是非常重要的教学内容。（圆周运动向心力公式），它揭示了作圆周运动的物体所受到的向心力F与物体质量m、运动半径r、旋转角速度ω之间的关系，公式简单明了，各物理量之间的关系也清晰可见。但是，教材上仅介绍了向心力公式的理论推导和定性研究，只通过简单粗燥的演示实验装置，定性说明了物体在作圆周运动时，所受到的向心力F与物体质量m、运动半径r、旋转角速度ω之间的正比例关系，而没有比较理想的实验装置，定量地验证向心力F与物体质量m、运动半径r、旋转角速度ω之间确实存在着正比例关系。因此，在授课的过程中，会影响学生对向心力的认知，影响学生的理解。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了向心力量化实验装置，具备可以增强学生对向心力的认知的优点，解决了教材上仅介绍了向心力公式的理论推导和定性研究，只通过简单粗燥的演示实验装置，定性说明了物体在作圆周运动时，所受到的向心力F与物体质量m、运动半径r、旋转角速度ω之间的正比例关系，而没有比较理想的实验装置，定量地验证向心力F与物体质量m、运动半径r、旋转角速度ω之间确实存在着正比例关系。因此，在授课的过程中，会影响学生对向心力的认知，影响学生理解的问题。

本实用新型提供如下技术方案：向心力量化实验装置，包括底座，所述底座的顶部分别固定安装有调速电机和支架，所述调速电机位于所述支架内，所述调速电机的输出端固定安装有转轴，所述转轴的顶部固定安装有方形框架一，所述方形框架一的顶部固定安装有转体，所述转体上固定安装有直尺，所述转体的底部以中线为中心对称安装有定滑轮，且两个所述定滑轮均位于所述方形框架一内，所述转体底部的两侧与方形框架一的两侧之间均固定连接有支撑杆，两个所述支撑杆上均挂有物体，所述转体的顶部固定安装有方形框架二，所述方形框架二内的顶部固定连接拉力传感器。

优选的，所述拉力传感器的底部、定滑轮和物体的侧边之间通过绳子连接，且绳子贯穿所述转体的顶部和方形框架一的侧边。

优选的，所述支撑杆采用刚性支撑杆，且较细。

优选的，所述支架的内部固定安装有轴承，所述轴承的数量为两个，且两个所述轴承穿插设置于转轴上。

优选的，所述拉力传感器由电源、拉力传感器部分、放大电路、A/D转换电路、单片机电路和显示电路组成。

本实用新型具备以下有益效果：

该向心力量化实验装置，通过转体带动物体转动，因此转体转动的角速度可以带动物体产生角速度，物体转动拉动非弹性绳，进而拉动拉力传感器，拉力传感器直接显示该拉力，因此实验装置直观形象，数据精确可靠，可增强学生对向心力感性认知和理性认识，而且可以定量分析、研究向心力F与物体质量m、运动半径r、旋转角速度ω之间的关系，实验装置结构简单，操作方便，效果明显，消除了定性研究向心力时给学生带来的疑虑，填补了向心力长期不能定量分析和实验验证的空白。

附图说明

图1为本实用新型整体的结构示意图；

图2为本实用新型的实验步骤图。