[发明专利]一种离心力分析演示仪

说明书

一种离心力分析演示仪，属于教学实验设备领域，目的是要提供一种能够激发学生积极参与的离心力演示仪。技术方案是：支架上装有左变速塔轮和右变速塔轮，左变速塔轮的上方有左槽形轨道，右变速塔轮的上方有右槽形轨道，左槽形轨道和右槽形轨道上均有位置和倾斜角可调的斜槽，斜槽的上方有挡板，挡板上装有弹簧；左变速塔轮和右变速塔轮之间以皮带连接，球可以在槽形轨道和斜槽内滚动，支架下方装有提供转动动力的手柄或电机。本发明所取得的有益效果是：能够以准确且富有启发性的方法测量和推算出离心力的大小与质量、半径、转速的关系。

技术领域

属于教学实验设备领域，尤其涉及物理教学实验仪器。

背景技术

离心力是一种虚拟力，是非惯性参考系中的惯性力，但是用离心力的概念解释现实生活中的许多机械原理比向心力更容易理解。有一些离心力演示仪如201710872372.6等是以尽可能一目了然的方式显示离心力与速度、半径的关系，使学生只看不想，剥夺了学生在观察中思考、探究的机会。还有一些离心力演示仪如201510269608.9等，除了上述缺点之外，数据是在转动的情况下读取的，高速转动时有困难，且误差大。

发明内容

本发明是要提供一种易于启发学生的探究思维，能够培养学生推理能力的离心力演示仪。

本发明所采取的技术方案是：由支架、左变速塔轮、右变速塔轮、左槽形轨道、右槽形轨道、斜槽、球组成一种离心力分析演示仪；支架上装有左变速塔轮和右变速塔轮，左变速塔轮的上方有左槽形轨道，右变速塔轮的上方有右槽形轨道，左槽形轨道和右槽形轨道上均有位置和倾斜角可调的斜槽，斜槽的上方有挡板，挡板上装有弹簧；左变速塔轮和右变速塔轮之间以皮带连接，球可以在槽形轨道和斜槽内滚动，支架下方装有提供转动动力的手柄或电机。

本发明所取得的有益效果是：能够以准确且富有启发性的方法测量和推算出离心力的大小与质量、半径、转速的关系。当转速逐渐增加至某一值时，斜槽下端的球沿斜槽上升，此时的离心力为球的重量与斜槽倾角正切值的乘积。通过变速塔轮调节转速，通过斜槽的位置调节半径，通过调节斜槽倾角调节离心力，然后引导学生通过推算得出离心力公式。本发明脱离了运动状态下的弹力读数，不仅提高了精确度，而且还会观察到另一个现象：转速达到某一值时斜槽下端的球沿斜槽的上升运动是加速运动，碰到挡板上的弹簧时压缩弹簧进而振动；这会启发学生进一步的思考、探究，给学生提供一个主动探索的机会。

附图说明

附图1为本发明结构示意图。

图中，1-左变速塔轮；2-右变速塔轮；3-左槽形轨道；4-右槽形轨道，5-斜槽；6-球。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明；根据附图，支架上装有左变速塔轮（1）和右变速塔轮（2），左变速塔轮（1）的上方有左槽形轨道（3），右变速塔轮（2）的上方有右槽形轨道（4），左槽形轨道（3）和右槽形轨道（4）上均有位置和倾斜角可以调节的斜槽（5），斜槽（5）的上方有挡板，挡板上装有弹簧；左变速塔轮（2）和右变速塔轮（3）之间以皮带连接，通过不同的连接方式达到变换转速比的目的；球（6）可以在槽形轨道和斜槽（5）内滚动，支架的下方可以安装手柄也可以安装电机提供转动动力。