向心力演示与定量验证实验仪制造技术

本发明专利技术涉及向心力演示与定量验证实验仪，包括驱动电机、控制箱、转动连杆、实验圆片固定架以及透明玻璃筒，转动连杆安装在电机转轴上；转动连杆上设置有砝码悬挂拉线传动轮，在实验圆片固定架上悬挂有实验圆片,在转动连杆上设置有刻度尺；透明玻璃筒上设置有标尺，在透明玻璃筒内设置有向心力测量弹簧系统，在透明玻璃筒的下端设置有向心力传动轮，向心力拉线的一端连接向心力测量弹簧系统，另一端与实验圆片一侧连接，向心力砝码悬挂拉线一端与实验圆片另一侧连接。本仪器可以对转动物体所受到的向心力大小与转动物体质量、转动物体到转轴的距离以及转动的周期关系进行定量验证的实验装置，有效加深学生对向心力公式的理解。

【技术实现步骤摘要】
向心力演示与定量验证实验仪
本专利技术涉及一种教学实验仪器，尤其涉及向心力演示与定量验证实验仪。
技术介绍
向心力是高中物理和大学物理学力学部分的一个重要概念，向心力的大小与物体的质量、该物体距转轴的距离以及转动周期都有关系，但是，目前还没有看到过转动物体所受到的向心力大小与转动物体的质量、转动物体到转轴的距离以及转动的周期关系的定量验证实验装置，基于此，申请人专利技术了“向心力演示与定量验证实验仪”装置意义重大，影响深远，它有利于弥补大、中学目前物理实验室仍然缺乏这样一种实验装置的弊端。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的是提供一种向心力演示与定量验证实验仪，可以对转动物体所受到的向心力大小与转动物体质量、转动物体到转轴的距离以及转动周期的关系进行定量验证的实验装置，以有效加深学生对向心力公式的理解。为了实现上述的目的，本专利技术采用了以下的技术方案：向心力演示与定量验证实验仪，包括驱动电机、控制箱、转动连杆、实验圆片固定架以及透明玻璃筒，所述的驱动电机倒置，其电机转轴朝上，转动连杆安装在电机转轴上；所述转动连杆的至少一端设置有砝码悬挂拉线传动轮，实验圆片固定架设置在电机转轴与砝码悬挂拉线传动轮之间，在实验圆片固定架上悬挂有实验圆片,在转动连杆上设置有刻度尺；所述透明玻璃筒上设置有标尺，在透明玻璃筒内设置有向心力测量弹簧系统，所述向心力测量弹簧系统上端固定在透明玻璃筒顶端，在透明玻璃筒的下端设置有向心力传动轮，在向心力传动轮上设置有向心力拉线，该向心力拉线一端连接向心力测量弹簧系统，另一端绕过向心力传动轮与实验圆片一侧连接，与弹簧系统端连接的竖直向心力拉线与电机转轴的中心处于同一铅垂线上；所述砝码悬挂拉线传动轮上绕设有向心力砝码悬挂拉线，所述向心力砝码悬挂拉线一端与实验圆片另一侧连接，向心力砝码悬挂拉线的另一端设置有砝码挂钩；在实验圆片悬挂线处于铅垂状态时，向心力拉线与向心力砝码悬挂拉线的水平段处于同一水平线上。作为优选，所述向心力测量弹簧系统包括弹簧和微尺筒，所述微尺筒内套于透明玻璃筒内部且可无摩擦相对上下移动，在微尺筒上设置有微尺筒微尺，向心力拉线与微尺筒上端盖的中心处连接。作为优选，所述微尺筒上端盖中心安装有一拉线方位转动装置，所述拉线方位转动装置包括滚动转动球轴以及设置在其内的方位转动球，所述向心力拉线的一端与方位转动球的正下部连接。作为优选，所述转动连杆的至少一端设置有拉线穿孔，向心力砝码悬挂拉线的另一端穿过拉线穿孔。作为优选，所述透明玻璃筒上的标尺总长度为30cm，标尺上相邻两长线之间间距2cm，相邻两长线之间设有4短线，4根短线将相邻两长线之间的间距5等分，每等分4mm；所述微尺筒微尺的10格长度与标尺的9格长度相等，微尺筒微尺每格0.4mm。作为优选，所述转动连杆上刻度尺的0刻度线与电机转轴的中心线重合，所述实验圆片固定架滑动设置在转动连杆上。作为优选，所述实验圆片固定架下端设置有固定架微尺，所述刻度尺上9mm长度与固定架微尺的10格等长，固定架微尺每格0.1mm。作为优选，所述向心力演示与定量验证实验仪还包括外壳，所述外壳包括箱体、左右侧壁、后壁和顶板，驱动电机设置在箱体的中心处，控制箱设置在箱体的一侧，控制箱与驱动电机之间通过控制线控制连接。作为优选，所述向心力演示与定量验证实验仪还设置有水平调节装置，所述水平调节装置包括设置在箱体底部的三个可调节支撑腿以及设置在箱体上表面的调节水平泡。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：提供了一种向心力演示与定量验证实验仪，可以对转动物体所受到的向心力大小与转动物体质量、转动物体到转轴的距离以及转动的周期关系进行定量验证的实验装置，有利于加深学生对向心力公式的深度理解。附图说明图1是实施例中向心力演示与定量验证实验仪的结构示意图。图2是电机转轴、转动连杆固定与相关连接正视图。图3是转动连杆结构俯视图。图4是实验圆片支撑架相关结构侧视图。图5是实验圆片支撑架相关结构正视图。图6是实验圆片结构示意图。图7是弹簧与弹簧伸长量标尺系统正视图。图8是向心力测量弹簧系统结构示意图。图9是弹簧伸长前后正视图。图10是取掉砝码挂钩实验圆片被弹簧拉回状态示意图。图11是实验圆片加速产生合适向心力末状态。图12是透明玻璃筒端微尺精度示意图。图13是转动连杆端微尺精度示意图。图14是控制箱的结构示意图。图15是向心力指向示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做一个详细的说明。如图1所示的向心力演示与定量验证实验仪，包括外壳，所述外壳包括箱体4、左右侧壁13、后壁14、顶板15、三个可调节支撑腿1以及调节水平泡4-1。三个可调节支撑腿1呈三角形设置在箱体4的底部，调节水平泡4-1设置在箱体4的上表面，可调节支撑腿1和调节水平泡4-1共同构成该设备的水平调节装置。在箱体4的中心处设置有驱动电机3，该驱动电机3倒置，其电机转轴3-0竖直朝上，在电机转轴3-0上安装有转动连杆8。在箱体4的一侧设置有控制箱5，控制箱5与驱动电机3之间通过控制线5-0控制连接。在转动连杆8两端设置有砝码悬挂拉线传动轮安装孔8-6和拉线穿孔8-4，转动连杆8的中心处设置有中心穿孔9(如图3所示)，转动连杆8通过中心穿孔9采用大头平面螺丝3-1固定在驱动电机3的电机转轴3-0上，在大头平面螺丝3-1的上表面上通过传动轮支架固定螺丝7-1固定有传动轮支架7，该传动轮支架7上安装有向心力传动轮7-2，向心力传动轮7-2一侧的竖直切线与电机轴承3-0的中心线重合。在砝码悬挂拉线传动轮安装孔8-6上通过砝码悬挂端传动轮架固定螺丝8-2固定有砝码悬挂拉线传动轮架8-1，其上安装有砝码悬挂拉线传动轮8-3(如图2所示)。在转动连杆8上砝码悬挂拉线传动轮8-3和电机转轴3-0之间滑动安装有实验圆片固定架16，在实验圆片固定架16上通过固定拉绳16-1悬挂有实验圆片16-2(如图2所示)。在转动连杆8上设置有刻度尺，转动连杆8上的刻度尺的0刻度线与电机转轴3-0的中心线重合。在实验圆片固定架16下端设置有固定架微尺16-0，实验圆片16-2上设置有实验圆片挂钩16-5、实验圆片左挂钩16-3、实验圆片右挂钩16-4，在实验圆片16-2的中心处开设有通孔，该通孔可用于安装实验圆片添加片螺轴16-20，在实验圆片添加片螺轴16-20上可以根据需要添加实验圆片添加片16-21。在实验圆片固定架16下端还设置有实验圆片固定架固定螺丝16-22用于定位实验圆片固定架16(如图4～图6所示)。在顶板15下底面的中心处安装有透明玻璃筒10，该透明玻璃筒10的中轴线与电机转轴3-0的中心线重合，在透明玻璃筒10上设置有标尺10-1。在透明玻璃筒10内设置有向心力测量弹簧系统11，所述向心力测量弹簧系统11上端固定在透明玻璃筒10顶端。向心力测量弹簧系统11包括弹簧11-0和微尺筒11-3，微尺筒11-3内套于透明玻璃筒10内部且可无摩擦相对上下移动，在微尺筒11-3上设置有微尺筒微尺11-4(如图7所示)。在微尺筒11-3上端盖中心安装有一拉线方位转动装置11-2，该拉线方位转动装置11-2包括滚动转动球轴11-2-2以及设置在其内的方位转动球11-2-1，方位转动球11-2-1的正下部与向心力拉线本文档来自技高网...

【技术保护点】
向心力演示与定量验证实验仪，其特征在于：包括驱动电机(3)、控制箱(5)、转动连杆(8)、实验圆片固定架(16)以及透明玻璃筒(10)，所述驱动电机(3)倒置，其电机转轴(3‑0)朝上，转动连杆(8)安装在电机转轴(3‑0)上；所述转动连杆(8)的至少一端设置有砝码悬挂拉线传动轮(8‑3)，实验圆片固定架(16)设置在电机转轴(3‑0)与砝码悬挂拉线传动轮(8‑3)之间，在实验圆片固定架(16)上悬挂有实验圆片(16‑2),在转动连杆(8)上设置有刻度尺；所述透明玻璃筒(10)上设置有标尺(10‑1)，在透明玻璃筒(10)内设置有向心力测量弹簧系统(11)，所述向心力测量弹簧系统(11)上端固定在透明玻璃筒(10)顶端，在透明玻璃筒(10)的下端设置有向心力传动轮(7‑2)，在向心力传动轮(7‑2)上设置有向心力拉线(6‑0)，该向心力拉线(6‑0)一端连接向心力测量弹簧系统(11)，另一端绕过向心力传动轮(7‑2)与实验圆片(16‑2)一侧连接，向心力拉线(6‑0)与电机转轴(3‑0)的中心处于同一铅垂线上；所述砝码悬挂拉线传动轮(8‑3)上绕设有向心力砝码悬挂拉线(6‑1)，所述向心力砝码悬挂拉线(6‑1)一端与实验圆片(16‑2)另一侧连接，向心力砝码悬挂拉线(6‑1)的另一端设置有砝码挂钩(8‑5)；在实验圆片(16‑2)悬挂线处于铅垂状态时，向心力拉线(6‑0)的水平段与向心力砝码悬挂拉线(6‑1)处于同一水平线上。...

【技术特征摘要】
1.向心力演示与定量验证实验仪，其特征在于：包括驱动电机(3)、控制箱(5)、转动连杆(8)、实验圆片固定架(16)以及透明玻璃筒(10)，所述驱动电机(3)倒置，其电机转轴(3-0)朝上，转动连杆(8)安装在电机转轴(3-0)上；所述转动连杆(8)的至少一端设置有砝码悬挂拉线传动轮(8-3)，实验圆片固定架(16)设置在电机转轴(3-0)与砝码悬挂拉线传动轮(8-3)之间，在实验圆片固定架(16)上悬挂有实验圆片(16-2),在转动连杆(8)上设置有刻度尺；所述透明玻璃筒(10)上设置有标尺(10-1)，在透明玻璃筒(10)内设置有向心力测量弹簧系统(11)，所述向心力测量弹簧系统(11)上端固定在透明玻璃筒(10)顶端，在透明玻璃筒(10)的下端设置有向心力传动轮(7-2)，在向心力传动轮(7-2)上设置有向心力拉线(6-0)，该向心力拉线(6-0)一端连接向心力测量弹簧系统(11)，另一端绕过向心力传动轮(7-2)与实验圆片(16-2)一侧连接，向心力拉线(6-0)与电机转轴(3-0)的中心处于同一铅垂线上；所述砝码悬挂拉线传动轮(8-3)上绕设有向心力砝码悬挂拉线(6-1)，所述向心力砝码悬挂拉线(6-1)一端与实验圆片(16-2)另一侧连接，向心力砝码悬挂拉线(6-1)的另一端设置有砝码挂钩(8-5)；在实验圆片(16-2)悬挂线处于铅垂状态时，向心力拉线(6-0)的水平段与向心力砝码悬挂拉线(6-1)处于同一水平线上。2.根据权利要求1所述的向心力演示与定量验证实验仪，其特征在于：所述向心力测量弹簧系统(11)包括弹簧(11-0)和微尺筒(11-3)，所述微尺筒(11-3)内套于透明玻璃筒(10)内部且可无摩擦相对上下移动，在微尺筒(11-3)上设置有微尺筒微尺(11-4)，向心力拉线(6-0)与微尺筒(11-3)上端盖的中心处连接。3.根据权利要求2所述的向心力演示与定量验证实验仪，其特征在于：所述微...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锐波，
申请(专利权)人：浙江大学城市学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33