[发明专利]一种向心力实验装置及运动物体做匀速圆周运动的半径计算方法

说明书

本发明公开了一种向心力实验装置，包括：转盘电机、丝杆电机、转盘、滑台、电阻尺、运动物体及漫反射激光传感器，所述转盘电机带动转盘做匀速圆周运动，所述滑台朝向转盘圆心的面上设有一压力传感器，所述运动物体顶抵于压力传感器，所述运动物体随转盘做匀速圆周运动；所述丝杆电机的丝杆带动滑台朝向转盘圆心运动或者远离转盘圆心运动，所述丝杆电机可拆地固设于转盘上；所述电阻尺的传动轴可伸缩地连接固定于滑台，所述电阻尺可拆地固设于转盘上；所述运动物体的下方凸伸有一挡块，所述运动物体每转动一周，所述挡块的中轴线上的对位点会对位于漫反射激光传感器一次，本发明还公开了一种运动物体做匀速圆周运动的半径计算方法，研究向心力与影响因素间关系。

技术领域

本发明涉及教学设备的技术领域，尤其是指一种向心力实验装置及运动物体做匀速圆周运动的半径计算方法。

背景技术

向心力问题是物理学中力学部分的重要内容之一，重点是做圆周运动的物体所受向心力与运动角速度、运动线速度、运动半径、运动对象质量之间的关系。在教学中仅仅通过教师讲解使学习者理解和接受是很困难的，必须要得到实验支持。

现在所能知悉的向心力教学实验方案和实验装置有一个共同的缺陷，就是只研究向心力与角速度的关系，而不能研究向心力与所有影响因素间的关系。

有鉴于此，本发明的发明人为了解决上述问题，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单及便于研究向心力与所有影响因素间关系的向心力实验装置。

为达到上述目的，本发明的解决方案为：

一种向心力实验装置，包括：转盘电机、丝杆电机、转盘、滑台、电阻尺、运动物体及漫反射激光传感器，所述转盘电机带动转盘做匀速圆周运动，所述滑台朝向转盘圆心的面上设有一压力传感器，所述运动物体顶抵于压力传感器，所述运动物体随转盘做匀速圆周运动；所述丝杆电机的丝杆带动滑台朝向转盘圆心运动或者远离转盘圆心运动，所述丝杆电机可拆地固设于转盘上；所述电阻尺的传动轴可伸缩地连接固定于滑台，所述电阻尺可拆地固设于转盘上；所述运动物体的下方凸伸有一挡块，所述运动物体每转动一周，所述挡块的中轴线上的对位点会对位于漫反射激光传感器一次。

一种向心力实验装置，还包括支架，所述漫反射激光传感器可拆地固设于支架朝向挡块的面上。

所述支架为倒L型。

所述滑台穿设有一光杆，所述光杆的底座可拆地固设于转盘上。

所述转盘上可拆地固设有一开口滑轨，所述运动物体可滑动地设于开口滑轨上，所述挡块穿设开口滑轨的中部，所述挡块设于转盘的下方。

所述转盘上可拆地固设有一第一限位件及一第二限位件，所述滑台受限于第一限位件与第二限位件之间运动。

一种向心力实验装置，还包括支撑座，所述支撑座上设有总控制电路模块，所述转盘电机固设于支撑座上，所述转盘电机的输出轴上连接一带孔转接头，所述带孔转接头内设有一导电滑环，所述总控制电路模块的连接线绕设至导电滑环内，并伸出带孔转接头的孔，且连接至转盘电机、丝杆电机、漫反射激光传感器及电阻尺。

所述总控制电路模块上设有一可对转盘电机进行调速的调速电位器、一丝杆电机控制电路模块、一转盘电机控制电路模块及一AD转换电路模块，所述调速电位器电性连接转盘电机控制电路模块及转盘电机，所述丝杆电机控制电路模块电性连接丝杆电机，所述漫反射激光传感器及电阻尺均电性连接AD转换电路模块。

所述运动物体为小车。

所述小车上设有一固定杆，所述固定杆上选择性设置砝码。

一种运动物体做匀速圆周运动的半径计算方法，应用上述向心力实验装置，所述挡块的宽度等于运动物体经由△t时间内所走的位移大小△L，包括以下步骤：