圆周运动加速度综合演示仪制造技术

本实用新型专利技术为一种圆周运动加速度综合演示仪，包括一旋转驱动装置，旋转驱动装置上方设置有一能旋转的圆盘，圆盘上设置有沿周向设置的用来演示切向加速度的圆弧演示管，圆盘上还设置有沿径向设置的用来演示法向加速度的径向演示管，圆弧演示管中设置有多个圆弧管运动小球，径向演示管中设置有多个径向管运动小球。该圆周运动加速度综合演示仪，能够生动而直观地将法向加速度和切向加速度完全分开演示，使得学生能够更好地理解圆周运动的加速度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及圆周运动教学演示设备领域，尤其涉及一种圆周运动加速度综合演示仪。
技术介绍
圆周运动中法向加速度和切向加速度受转向、转速、旋转半径等诸多参量影响。切向加速度中有正负加速度之分，它与转动方向、角速度的增加及减少有关系。法向加速度和切向加速度都与旋转半径成正比。法向加速度和角速度有关，切向加速度和角加速度有关。现有用以演示圆周运动加速度的演示装置一般为绕一点做圆周运动的球，通过观察球的圆周运动轨迹，来理解学习圆周运动的物体的圆周运动加速度。但是，该类方法无法将法向加速度和切向加速度分开演示。由此，本专利技术人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种圆周运动加速度综合演示仪，以实现圆周运动中法向加速度和切向加速度的分别演示。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种圆周运动加速度综合演示仪，能够生动而直观地将法向加速度和切向加速度完全分开演示，使得学生能够更好地理解圆周运动的加速度。本技术的目的是这样实现的，一种圆周运动加速度综合演示仪，所述圆周运动加速度综合演示仪包括一旋转驱动装置，所述旋转驱动装置上方设置有一能旋转的圆盘，所述圆盘上设置有沿周向设置的用来演示切向加速度的圆弧演示管，所述圆盘上还设置有沿径向设置的用来演示法向加速度的径向演示管，所述圆弧演示管中设置有多个圆弧管运动小球，所述径向演示管中设置有多个径向管运动小球。在本技术的一较佳实施方式中，所述圆弧演示管至少包括设置在第一半径处的第一圆弧演示管，所述第一圆弧演示管中设置的多个所述圆弧管运动小球构成第一小球组;所述第一圆弧演示管包括沿周向设置的曲率半径为所述第一半径的水平的第一弧形管，所述第一弧形管的两端分别圆弧过渡地连接有竖直设置的开口向上的第一立管和第二立管，所述第一立管、所述第一弧形管和所述第二立管的内腔形成供所述第一小球组运动的第一运动空间。在本技术的一较佳实施方式中，所述圆弧演示管还包括设置在第二半径处的第二圆弧演示管，所述第二圆弧演示管中设置的多个所述圆弧管运动小球构成第二小球组，所述第二圆弧演示管包括沿周向设置的曲率半径为所述第二半径的水平的第二弧形管，所述第二弧形管的两端分别圆弧过渡地连接有竖直设置的开口向上的第三立管和第四立管，所述第三立管、所述第二弧形管和所述第四立管的内腔形成供所述第二小球组运动的第二运动空间。在本技术的一较佳实施方式中，所述径向演示管至少包括沿径向设置的第一径向演示管，所述第一径向演示管中设置的多个径向管运动小球构成第三小球组，所述第一径向演示管包括一端封闭的沿径向水平设置的第一直管，所述第一直管位于第三半径处的径向外端圆弧过渡地连接有竖直设置的开口向上的第五立管，所述第一直管和所述第五立管的内腔形成供所述第三小球组运动的第三运动空间。在本技术的一较佳实施方式中，所述径向演示管还包括第二径向演示管，所述第二径向演示管中设置的多个径向管运动小球构成第四小球组，所述第二径向演示管包括一端封闭的沿径向水平设置的第二直管，所述第二直管位于第四半径处的径向外端圆弧过渡地连接有竖直设置的开口向上的第六立管，所述第二直管和所述第六立管的内腔形成供所述第四小球组运动的第四运动空间。在本技术的一较佳实施方式中，所述旋转驱动装置包括一控制箱，所述控制箱内固定设置有电机，所述电机的传动轴穿过所述控制箱的顶板连接于所述圆盘的底部中心。在本技术的一较佳实施方式中，所述圆盘的底部中心处设置有一固定块，所述固定块与所述传动轴连接，所述顶板的一侧能转动地连接有一制动杆的一端，所述制动杆的另一端能够水平转动、且能与所述固定块接触。在本技术的一较佳实施方式中，所述控制箱上设置有控制所述电机转速的调速器。由上所述，本技术的圆周运动加速度综合演示仪，在圆盘上沿周向设置圆弧演示管和沿径向设置径向演示管，通过圆弧演示管和径向演示管中的小球的运动状态来体现圆周运动的切向加速度和法向加速度；同时通过在圆盘不同半径处设置的演不管来演不随旋转半径、角速度、角加速度、旋转方向、启动和制动过程对切向加速度和法向加速度的影响，使得学习者能够很好地理解切向加速度和法向加速度的产生原因及区别点，以及相关参数对二者的影响，在教学中起到立竿见影的效果。【附图说明】以下附图仅旨在于对本技术做示意性说明和解释，并不限定本技术的范围。其中:图1:为本技术的圆周运动加速度综合演示仪的结构示意俯视图。图2:为本技术的圆周运动加速度综合演示仪的结构示意主视图。图3:为本技术的圆周运动加速度综合演不仪使用状态不意图。图中:1、旋转驱动装置；11、控制箱；111、顶板；12、电机；121、传动轴；13、制动杆；14、调速器;2、圆盘;21、固定块;3、圆弧演示管;31、第一圆弧演示管;311、第一弧形管;312、第一立管；313、第二立管;32、第二圆弧演示管；321、第二弧形管；322、第三立管；323、第四立管;4、径向演示管;41、第一径向演示管;411、第一直管;412、第五立管;42、第二径向演示管;421、第二直管;422、第六立管;51、第一小球组;52、第二小球组;53、第三小球组;54、第四小球组;100、圆周运动加速度综合演示仪。【具体实施方式】为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本技术的【具体实施方式】。如图1、图2所示，本技术的圆周运动加速度综合演示仪100，包括底部设置的旋转驱动装置I，旋转驱动装置I上方设置有一能旋转的圆盘2，圆盘2上设置有沿周向设置的用来演示切向加速度的圆弧演示管3，圆盘2上还设置有沿径向设置的用来演示法向加速度的径向演示管4，圆弧演示管3中设置有多个圆弧管运动小球，径向演示管4中设置有多个径向管运动小球。在本实施方式中，圆弧演示管3、径向演示管4通过管夹(现有技术，不再赘述)固定于圆盘2上。进一步，如图1、图2所示，圆弧演示管3至少包括设置在第一半径Rl处的第一圆弧演示管31，第一圆弧演示管31中设置的多个圆弧管运动小球构成第一小球组51;第一圆弧演示管31包括沿周向设置的水平的第一弧形管311，第一弧形管311的曲率半径为Rl，第一弧形管311的两端分别圆弧过渡地连接有竖直设置的开口向上的第一立管312和第二立管313，第一圆弧演示管31、第一立管312和第二立管313均由透明材质制成，如图2所示第一圆弧演示管31侧视呈U型管状，第一立管312、第一弧形管311和第二立管313的内腔形成供第一小球组51运动的第一运动空间。在本实施方式中，第一立管312、第二立管313沿图示中的顺时针方向依次设置。为了更加鲜明地演示第一小球组51的运动，在本实施方式中，第一小球组51靠近第一立管312—侧的一半为绿色(在一具体实施例中，为绿色玻璃小球)，第一小球组51靠近第二立管313—侧的一半为红色(在一具体实施例中，为红色玻璃小球)。第一圆弧演示管31用来演示在旋转的圆盘2上第一半径Rl处的切向加速度，第一小球组51的运动方向体现出第一半径Rl处的切向加速度的正负(根据圆周运动的特性，切向加速度与角加速度有关，切向加速度的正负体现了角加速度的正负)，圆盘2顺时针转动时，当第一半径Rl处的切向加速度为正时，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆周运动加速度综合演示仪，其特征在于：所述圆周运动加速度综合演示仪包括一旋转驱动装置，所述旋转驱动装置上方设置有一能旋转的圆盘，所述圆盘上设置有沿周向设置的用来演示切向加速度的圆弧演示管，所述圆盘上还设置有沿径向设置的用来演示法向加速度的径向演示管，所述圆弧演示管中设置有多个圆弧管运动小球，所述径向演示管中设置有多个径向管运动小球。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪辰，林春丹，周广刚，杨振清，张万松，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11