[發明專利]一種向心力演示裝置

有效

• 申請號: 201611186313.6
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106601088B
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 李學超;陳昌兆;王兵;曲忠偉
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G09B23/08
• 分類號: G09B23/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及物理教學教具領域，具體說是一種向心力演示裝置，包括機架、轉軸、測力裝置、轉速顯示裝置和搖把，所述的轉軸豎直安裝在機架上，轉軸為空心軸，轉軸的中部設置有螺紋孔，搖把安裝在機架上并通過錐齒輪驅動轉軸轉動，所述的測力裝置穿過轉軸中心并固定在機架左側，測力裝置可直接測量向心力的大小，所述的轉速顯示裝置同軸安裝在轉軸上端面，轉速顯示裝置可測出圓周運動的轉速。本發明能夠進行定量測量，可分別對質量、轉動半徑和轉速進行控制，且可一次性測量完成多組數據，無需停機調整，可對水平面到豎直面內的圓周運動進行研究，結構簡單，制造成本較低，有利于推廣和使用。

技術領域

本發明涉及物理教學教具領域，具體的說是一種向心力演示裝置。

背景技術

已知，高中物理課本中，“向心力”是非常重要的知識點。在教學實踐中，關于向心力的研究，特別是公式的得出是個教學難點，該公式的理論推導過程對學生來說過于抽象、不易理解，而開展的實驗研究基本是用圓錐擺或類似的裝置進行向心力粗略驗證，缺乏科學性、準確性和可比性，實際效果不理想；而歷年來教材中所采用的“向心力實驗演示儀”也僅僅是半定量的。

在現有技術中，申請日為2013.01.29，申請號為201320047446.0的一項中國專利；

申請日為2010.11.03，申請號為201020598363.7的一項中國專利；

申請日為2013.10.23，申請號為201320655617.8的一項中國專利；

申請日為2014.03.20，申請號為201420126096.1的一項中國專利；

申請日為2015.05.25，申請號為201520340466.6的一項中國專利；

均存在以下一種或幾種不足：

1.只能定性研究向心力，不能定量研究；

2.通過電機驅動，雖能實現變速，但在停電時不能工作，使用范圍受到限制；

3.進行試驗時不能一次性測出所有數據，需停轉更換試驗條件，如質量；

4.對于手動轉動的裝置，轉速易受干擾，造成實驗誤差較大。

申請日為2012-01-17，申請號為201210013683.5的一項中國專利公開了一種無線向心力實驗器，該發明采用各種傳感器進行定量的研究，并采用數據的無線傳輸，雖然得到的數據更加準確，但制造成本太高，不利于推廣使用。

針對以上問題，本發明提供的一種向心力演示裝置，采用傳統的機械手搖式提供動力輸入，本發明設置有飛輪，可以克服轉速不穩的缺陷，無電機驅動且設置有發電機，能夠在停電或光線較暗的環境中工作，采用變量控制法，可一次性測量多個變量的多個數據，無需停轉，能夠提高實驗的精準度，降低實驗誤差，縮短實驗時間，設置的傾斜支架可實現水平面到豎直面任意角度內的圓周運動，結構簡單可靠，制造成本較低，有利于推廣和使用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種向心力演示裝置，能夠進行定量測量，可分別對質量、轉動半徑和轉速進行控制，且可一次性測量完成多組數據，無需停轉調整，可對水平面到豎直面內的圓周運動進行研究。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種向心力演示裝置，包括機架、轉軸、測力裝置、轉速顯示裝置和搖把，所述的轉軸豎直安裝在機架上，轉軸為空心軸，轉軸的中部設置有螺紋孔，搖把安裝在機架上并通過錐齒輪驅動轉軸轉動，所述的測力裝置穿過轉軸中心并固定在機架左側，所述的轉速顯示裝置同軸安裝在轉軸上端面。