[发明专利]一种向心力演示仪

说明书

本发明涉及物理实验教学教具领域，具体的说是一种向心力演示仪，包括机架、转轴、悬臂、传动装置、变速装置、变径装置、测力计和钢球，所述的转轴垂直安装在机架左侧，转轴上部设置有盲孔，盲孔底部设置有连通的台阶孔，台阶孔上设置有内螺纹，所述的悬臂靠近机架上表面垂直安装在转轴上，驱动转轴转动的传动装置位于机架下方，传动装置下方设置有变径装置，所述的测力计安装在悬臂的末端，所述的钢球位于悬臂内。本发明能够定量研究质量、转动半径和转速与向心力的关系，并且本发明无需停转便可改变质量、转动半径和转速，能够提高实验的精准度，降低实验误差，缩短实验时间。

技术领域

本发明涉及物理实验教学教具领域，具体的说是一种向心力演示仪。

背景技术

已知，高中物理课本中，“向心力”是非常重要的知识点。在教学实践中，关于向心力的研究，特别是公式的得出是个教学难点，该公式的理论推导过程对学生来说过于抽象、不易理解，而开展的实验研究基本是用圆锥摆或类似的装置进行向心力粗略验证，缺乏科学性、准确性和可比性，实际效果不理想；而历年来教材中所采用的“向心力实验演示仪”也仅仅是半定量的。

在现有技术中，申请日为2013.01.29，申请号为201320047446.0的一项中国专利；

申请日为2010.11.03，申请号为201020598363.7的一项中国专利；

申请日为2013.10.23，申请号为201320655617.8的一项中国专利；

申请日为2014.03.20，申请号为201420126096.1的一项中国专利；

申请日为2015.05.25，申请号为201520340466.6的一项中国专利；

均存在以下一种或几种不足：

1.只能定性研究向心力，不能定量研究；

2.通过电机驱动，虽能实现变速，但在停电时不能工作，使用范围受到限制；

3.进行试验时不能一次性测出所有数据，需停转更换试验条件，如质量；

4.对于手动转动的装置，转速易受干扰，造成实验误差较大。

针对以上问题，本发明提供一种向心力演示仪，采用传统的机械手摇提供动力输入，本发明设置有飞轮，可以克服转速不稳的缺陷，无电机驱动且设置有发电机，能够在停电或光线较暗的环境中工作，使用不受限制，采用变量控制法，可一次性测量多个变量的多个数据，无需停转，能够提高实验的精准度，降低实验误差，缩短实验时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种向心力演示仪，能够定量研究质量、转动半径和转速与向心力的关系，并且本发明无需停转便可改变质量、转动半径和转速，能够提高实验的精准度，降低实验误差，缩短实验时间。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种向心力演示仪，包括机架、转轴、悬臂、传动装置、变速装置、变径装置、测力计和钢球，所述的机架左侧设置有调节孔，调节孔附近设置有刻度，所述的转轴垂直安装在机架左侧，所述的悬臂靠近机架上表面垂直安装在转轴上，驱动转轴转动的传动装置位于机架下方，传动装置下方设置有变速装置，所述的测力计安装在悬臂的末端，所述的钢球位于悬臂内。

所述的转轴上部设置有盲孔，盲孔底部设置有连通的台阶孔，台阶孔上设置有内螺纹，位于机架下方的转轴设置有花键轴，当转轴转动时，可将钢球从盲孔内投入，钢球从台阶孔出来并进入悬臂内，通过增加钢球的数量来改变做圆周运动的钢球的质量。