一种等时圆物理教学演示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种等时圆物理教学演示装置，包括有支撑板、外切圆环、空心管、多个小球、等时小圆、等时大圆和小球释放装置，外切圆环、等时小圆及大圆设于支撑板中并交汇形成交汇切点，其中外切圆环在竖直方向分别与等时小圆及大圆相切构成外切圆结构，等时小圆及大圆在竖直方向相切构成内切圆结构，空心管设于支撑板上，小球从等时大圆上从上自下依次同时穿过等时小圆的圆弧和交汇切点，并同时与外切圆环相碰，小球的直径约小于空心管的内径，并能在空心管内自由运动，小球释放装置设于空心管的上端，通过小球释放装置控制小球运动。采用本发明专利技术所述的演示装置，具有演示等时圆原理的功能，其结构简单，操作使用方便，能提高教学效果。

An isochronous circle physics teaching demonstration device

The invention relates to a time round physics teaching demonstration device, including large and small ball release device with a supporting plate and outer ring, a hollow pipe, a plurality of balls, such as small, etc., cut, round and round when the ring is arranged on a supporting plate and the intersection form intersection tangent point, the outer ring in the vertical direction respectively and when small and large tangent circle form structure, small round and round in the vertical direction tangent to constitute the inscribed circle structure, the hollow tube is arranged on the supporting plate, etc. when the ball from the great circle from top to bottom in turn at the same time through the circular and round when the intersection point, and at the same time and cut ring collide, ball diameter less than about the inside diameter of the hollow tube, and freedom of movement in the hollow tube, ball release device is arranged on the upper end of the hollow tube, control the ball movement through ball release device. The demonstration device of the invention has the function of demonstrating the principle of equal time circle, and its structure is simple, the operation is convenient, and the teaching effect can be improved.

【技术实现步骤摘要】
一种等时圆物理教学演示装置
本专利技术属于中学物理中的教学教具
，具体来说涉及一种等时圆物理教学演示装置。
技术介绍
由于物理学科具有理论性强的特点，一些疑难知识点往往学生不太容易理解，为了便于学生理解，通常老师会利用一些教具进行演示。在实际教学过程中，专利技术人发现很多学生对等时圆的相关习题都不能作对，说明学生对等时圆的原理理解有困难。如图1所示例题：在一个半径为R竖直圆环上固定三根光滑杆为a、b、c，其中a为圆环的竖直直径，b、c与a的夹角分别为α、β，且α＜β。在三根杆上各套一个小金属环，让它们从杆的顶部滑到底部，所用时间分别为ta、tb、tc，则它们的大小关系为（）。A、ta>tb>tc；B、ta＜tb＜tc；C、ta＝tb＝tc；D、不能比较。这道题的正确答案是C，但是在实际测试时，很多学生都没有答对，说明学生对这道题不是很理解。因此，为了使学生加深理解，有必要设计一种物理课堂教具来演示等时圆原理给学生看，以提高学生的学习兴趣。首先来计算一下b杆上的小金属环从顶部滑到底部的时间：先作辅助线如图2，同时对b上的小金属环作受力分析可知，小金属环的加速为a=g·cosα，下滑的位移为x=2R·cosα，所以由公式x=at2可得t===2从结果可以看出，下滑时间与倾角无关，所以从三根光滑杆上所下滑的时间是相等的。在高中物理教学中，等时圆模型的应用非常广泛，教师在讲解时，都是理论推导，缺乏实际的模型演示，学生不易直观、形象的理解和掌握其规律。为了检验上述示例题中的理论推导的结果，需要通过实验来进行检验，而实践是检验真理的唯一标准，一个理论是否正确，应该学会用实验去检验它。在教学中老师应该引导学生有用实验去检验理论的精神，培养学生自己动手设计实验、制作实验器材的能力。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种具有结构简单、演示形象直观、易于观察且操作方便的等时圆物理教具，具体地说是一种等时圆物理教学演示装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种等时圆物理教学演示装置，包括有支撑板、外切圆环、空心管、多个小球、等时小圆、等时大圆和小球释放装置，所述外切圆环、等时小圆和等时大圆设于支撑板中并交汇在一起形成交汇切点，其中所述外切圆环在竖直方向分别与等时小圆和等时大圆相切构成外切圆结构，所述等时小圆和等时大圆在竖直方向相切构成内切圆结构，所述空心管设于支撑板上，所述小球从等时大圆的圆弧上同时释放，从上自下依次同时穿过等时小圆的圆弧和交汇切点，并同时与外切圆环相碰，所述小球的直径约小于空心管的内径，并能在空心管内自由运动，所述小球释放装置设于空心管的上端，通过所述小球释放装置控制小球在空心管内运动。进一步地，本专利技术所述的等时圆物理教学演示装置，其中所述空心管包括一根竖直设置的立管和多根倾斜设置的斜管，所述立管和斜管的上端分布于等时大圆中的圆周不同部位，并从上至下依次穿过等时小圆的圆周不同部位和外切圆环顶部相切部位的交汇切点，其下端分布于外切圆环的圆周不同部位。进一步地，本专利技术所述的等时圆物理教学演示装置，其中所述小球释放装置包括有联动档杆和金属丝，所述联动档杆穿过所述空心管的管壁，并位于空心管内用于挡住所述小球，其中所述小球的球心位于等时大圆上，所述金属丝的一端与联动档杆固定连接，另一端为自由端，并伸入于所述空心管的内部，通过拉动所述金属丝的自由端带动联动档杆运动，同时释放位于联动档杆上的小球，可使小球在空心管内运动。进一步地，本专利技术所述的等时圆物理教学演示装置，其中所述空心管通过弹性橡皮条和垫块固定于所述支撑板上，所述垫块固定在撑板上，所述垫块采用不同厚度以保证空心管都能与支撑板平行，通过所述弹性橡皮条能将其空心管拉动离开所述支撑板表面。进一步地，本专利技术所述的等时圆物理教学演示装置，其中还包括有支撑框架体，所述支撑框架体能容纳所述支撑板，在所述支撑框架体内部设有横置的转轴，所述转轴位于支撑框架体的中部，其中位于支撑框架体中的支撑板与转轴可拆卸连接，在转轴的作用下，可带动所述支撑板随转轴旋转，改变支撑板的倾斜角度。进一步地，本专利技术所述的等时圆物理教学演示装置，其中所述支撑框架体为顶部开口的矩形方体结构，或者设置为顶部能打开或关闭的活动盖板式矩形方体结构，并采用透明钢化玻璃胶接组成，在支撑框架体的侧面还设有供所述金属丝的自由端穿过的通孔。进一步地，本专利技术所述的等时圆物理教学演示装置，其中所述外切圆环为响铃装置，所述响铃装置设置为半圆环形小铃铛。进一步地，本专利技术所述的等时圆物理教学演示装置，其中所述空心管为内壁光滑的透明亚克力管。进一步地，本专利技术所述的等时圆物理教学演示装置，其中所述小球为彩色玻璃球。采用本专利技术所述的一种等时圆物理教学演示装置，与现有技术相比，具有以下有益效果：1、形象直观、易于观察。通过设置空心管和半圆形小铃铛，同时小球采用彩色玻璃球，除了能直观地看见小球的运动过程，还能通过声音的方法来判断小球是否同时打到外切圆环上，这样可以让学生形象直观的理解等时圆原理，便于教学，加深理解，对于教学和学习有很大帮助。2、具有结构简单，操作方便。通过设置有支撑框架体，可以将支撑板设置于支撑框架体内，同时通过横置的转轴与其连接，在转轴的作用下，可带动所述支撑板随转轴旋转，从而改变支撑板的倾斜角度大小，以此来增加演示实验的效果。在外力作用下，通过拉动金属丝的自由端，可带动联动档杆运动，同时释放位于联动档杆上的小球，可使小球同步离开联动档杆在空心管内运动，从而提高实验的精确度。综上所述，采用采用本专利技术所述的一种等时圆物理教学演示装置，具有演示等时圆原理的功能，其结构简单，操作使用方便，演示形象直观，演示实验精确度高，便于教学，学生参与性强，可加深学生对等时圆的理解，不仅能提高教学效果，还为中学物理学教学提供了一种新型教学演示装置。附图说明图1为
技术介绍
中的例题附图；图2为图1中带辅助线的结构附图；图3为本专利技术的结构示意图；图4为图3中A处的局部结构放大示意图。图中所示：1-支撑板、2-外切圆环、3-空心管、4-小球、5-等时小圆、6-等时大圆、7-交汇切点、8-联动档杆、9-金属丝、10-弹性橡皮条、11-支撑框架体、12-转轴、13-通孔、14-垫块。具体实施方式为了更充分的解释本专利技术的实施，以下结合具体实施例来进一步说明本专利技术。所举实例只用于解释本专利技术，而不是限定本专利技术的范围。如图3和图4所示，本专利技术所述的一种等时圆物理教学演示装置，包括支撑板1、外切圆环2、空心管3、小球4、等时小圆5、等时大圆6和小球释放装置。所述外切圆环2、等时小圆5和等时大圆6设于支撑板1中并交汇在一起形成交汇切点7，其中所述外切圆环2在竖直方向分别与等时小圆5和等时大圆6相切构成外切圆结构。所述等时小圆5和等时大圆6在竖直方向相切构成内切圆结构。所述空心管3设于支撑板1上，从上自下依次穿过等时大圆6和等时小圆5，其下端穿过外切圆环2的顶部并与圆周相接触。所述小球4的直径约小于空心管3的内径，并能在空心管3内自由运动。所述小球释放装置设于空心管3的上端，通过所述小球释放装置控制小球4在空心管3内运动。进一步地，本专利技术所述的等时圆物理教学演示装置，其中所述空心管3包括一根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等时圆物理教学演示装置，其特征在于：包括有支撑板(1)、外切圆环(2)、空心管(3)、多个小球(4)、等时小圆(5)、等时大圆(6)和小球释放装置，所述外切圆环(2)、等时小圆(5)和等时大圆(6)设于支撑板(1)中并交汇在一起形成交汇切点(7)，其中所述外切圆环(2)在竖直方向分别与等时小圆(5)和等时大圆(6)相切构成外切圆结构，所述等时小圆(5)和等时大圆(6)在竖直方向相切构成内切圆结构，所述空心管(3)设于支撑板(1)上，所述小球(4)从等时大圆(6)的圆弧上同时释放，从上自下依次同时穿过等时小圆(5)的圆弧和交汇切点(7)，并同时与外切圆环(2)相碰，所述小球(4)的直径约小于空心管(3)的内径，并能在空心管(3)内自由运动，所述小球释放装置设于空心管(3)的上端，通过所述小球释放装置控制小球(4)在空心管(3)内运动。

【技术特征摘要】
1.一种等时圆物理教学演示装置，其特征在于：包括有支撑板(1)、外切圆环(2)、空心管(3)、多个小球(4)、等时小圆(5)、等时大圆(6)和小球释放装置，所述外切圆环(2)、等时小圆(5)和等时大圆(6)设于支撑板(1)中并交汇在一起形成交汇切点(7)，其中所述外切圆环(2)在竖直方向分别与等时小圆(5)和等时大圆(6)相切构成外切圆结构，所述等时小圆(5)和等时大圆(6)在竖直方向相切构成内切圆结构，所述空心管(3)设于支撑板(1)上，所述小球(4)从等时大圆(6)的圆弧上同时释放，从上自下依次同时穿过等时小圆(5)的圆弧和交汇切点(7)，并同时与外切圆环(2)相碰，所述小球(4)的直径约小于空心管(3)的内径，并能在空心管(3)内自由运动，所述小球释放装置设于空心管(3)的上端，通过所述小球释放装置控制小球(4)在空心管(3)内运动。2.根据权利要求1所述的一种等时圆物理教学演示装置，其特征在于：所述空心管(3)包括一根竖直设置的立管和多根倾斜设置的斜管，所述立管和斜管的上端分布于等时大圆(6)中的圆周不同部位，并从上至下依次穿过等时小圆(5)的圆周不同部位和外切圆环(2)顶部相切部位的交汇切点(7)，其下端分布于外切圆环(2)的圆周不同部位。3.根据权利要求1所述的一种等时圆物理教学演示装置，其特征在于：所述小球释放装置包括有联动档杆(8)和金属丝(9)，所述联动档杆(8)穿过所述空心管(3)的管壁，并位于空心管(3)内用于挡住所述小球(4)，其中所述小球(4)的球心位于等时大圆(6)上，所述金属丝(9)的一端与联动档杆(8)固定连接，另一端为自由端，并伸入于所述空心管(3)的内部，通过拉动所述金属丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：令狐荣鸿，柯胜，廖宇维，
申请(专利权)人：令狐荣鸿，
类型：发明
国别省市：贵州,52