[发明专利]一种圆周运动演示仪

说明书

本发明公开了一种圆周运动演示仪，包括圆周运动装置、运动驱动装置和控制装置，其中，所述圆周运动装置包括圆盘、加速度测试组件和加速度演示组件，所述圆盘上开设有转轴孔和若干个安装孔，所述转轴孔位于所述圆盘的中心，所述加速度测试组件和所述加速度演示组件分别可拆卸连接于所述圆盘的任一安装孔中，所述运动驱动装置连接于所述圆盘的转轴孔、并用于带动所述圆盘旋转，所述控制装置与所述加速度测试组件和所述运动驱动装置电连接。本发明同时定性和定量地对圆周运动的加速度进行演示，进而更好的帮助理解圆周运动的物体的加速度。

技术领域

本发明涉及教学仪器技术领域，特别涉及一种圆周运动演示仪。

背景技术

圆周运动作为曲线运动的一种基本形式，在物体运动中广泛存在，因为是物理学中关于质点运动理论学习的重要内容之一。然而，由于圆周运动描述涉及到力F、圆周半径R、线速度v、角速度ω、加速度(法向加速度a_n、切向加速度a_τ)等多个描述参量，且这些参量之间又存在着复杂的函数关系，其中圆周运动的物体的加速度与其他参量直接或者间接存在影响关系，所以理解圆周运动的物体的加速度能够实现对圆周运动的所有参量的理解，但是对初学者来说要充分掌握圆周运动的物体的加速度存在着较大困难。为此，引入课堂辅助教学仪器可在一定程度上缓解这一困难，目前市面上也有相关的研究成果(如专利CN2016200651878、CN2016210497693、CN2016100458409等)面世，有效地促进了相关课堂教学效果的提升。但这些发明只能定性地演示圆周运动的某些规律，而不能同时定性和定量地对参量之间的关系进行直接演示。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种圆周运动演示仪，可同时定性和定量地对圆周运动的加速度进行演示。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种圆周运动演示仪，包括圆周运动装置、运动驱动装置和控制装置，其中，

所述圆周运动装置包括圆盘、加速度测试组件和加速度演示组件，所述圆盘上开设有转轴孔和若干个安装孔，所述转轴孔位于所述圆盘的中心，所述加速度测试组件和所述加速度演示组件分别可拆卸连接于所述圆盘的任一安装孔中，所述运动驱动装置连接于所述圆盘的转轴孔、并用于带动所述圆盘旋转，所述控制装置与所述加速度测试组件和所述运动驱动装置电连接；

所述加速度测试组件和所述加速度演示组件均可跟随所述圆盘旋转，所述加速度测试组件用于采集所述加速度测试组件在跟随所述圆盘旋转时的切向加速度信号和法向加速度信号；所述加速度演示组件用于演示所述加速度演示组件在跟随所述圆盘旋转时的切向加速度和法向加速度；所述控制装置用于驱动所述运动驱动装置动作，以及接收所述切向加速度信号和法向加速度信号后显示切向加速度数据和法向加速度数据。

相较于现有技术，本发明提供的圆周运动演示仪，通过控制装置驱动运动驱动装置运动，以实现物体的圆周运动，然后通过加速度测试组件来采集圆周运动的物体的加速度数据，可以直观的进行圆周运动的物体的加速度的定量演示，通过加速度演示组件可以进行实物位置变化的演示，从而实现了对圆周运动的物体的加速度的定性演示，进而更好的帮助理解圆周运动的物体的加速度。

附图说明

图1为本发明提供的圆周运动演示仪的一较佳实施例的第一状态示意图；

图2为本发明提供的圆周运动演示仪的一较佳实施例的第二状态示意图；

图3为本发明提供的圆周运动演示仪中，所述加速度测试组件的一较佳实施例的示意图；

图4为本发明提供的圆周运动演示仪中，所述第一基板的一较佳实施例的结构示意图；

图5为本发明提供的圆周运动演示仪中，所述加速度演示组件的一较佳实施例的示意图；