The utility model discloses a simple harmonic vibration demonstration instrument for physics teaching, including the image analysis system, the rotating vector analysis system and the periodic analysis system, in which the image analysis system is used to draw the sinusoidal function image of the simple harmonic vibration, and the rotating vector analysis system is used for the rotation vector analysis of the simple harmonic vibration. The analysis system is used to accurately calculate the cycle of harmonic vibration. The image analysis system includes the display platform, the air cushion guide, the spring oscillator device and the image drawing device. The air cushion guide is set above the display platform in the suspension. The spring oscillator device is arranged in parallel to the air cushion guide, and the image drawing device is set on the air cushion. Below the guide rail. The utility model can not only qualitatively demonstrate the motion picture of simple harmonic vibration and the rotating vector analysis method of simple harmonic vibration, but also can calculate the period of simple harmonic vibration quantitatively, and quantitatively discuss the physical parameters that affect the period of simple harmonic vibration.
【技术实现步骤摘要】
一种物理教学用简谐振动演示仪
本技术涉及教学实验仪器,尤其涉及一种物理教学用简谐振动演示仪。
技术介绍
简谐振动是高中物理力学内容的进一步延续和拓展,是运用力学和运动学规律分析、判断具体问题的典范,要求学生应用牛顿运动定律的分析方法来理解简谐运动过程中力、加速度、速度的变化特点,要透彻理解简谐振动的运动规律,还需要运用数学知识及研究方法处理物理实际问题,并结合图象分析质点的运动规律;但由于高中学生数学知识的局限性,很难通过求解微分方程,从动力学方程出发,推导出简谐振动的运动学方程;此外,由于简谐振动的规律与直线运动规律存在很大差异,学生对简谐振动的周期性、对称性等运动特性的理解存在较大障碍。因此,通过实验手段,来演示、观察甚至描绘简谐振动的运动图像,显得尤为重要。目前,教学中常用的简谐振动演示仪,如图1所示,该简谐振动演示仪需要两个人配合操作,一人通过手动摇动转滚使纸张匀速移动,另一人通过拉伸或压缩弹簧使振子进行简谐振动,此类装置存在以下问题:1)、只能简单、粗略地将简谐振动的正弦图像描绘出来,无法演示、研究简谐振动的周期、加速度等重要的物理特性;2)振动过程中,振子和支撑杆之间,以及划针与纸面之间的阻力作用,会使弹簧振子迅速停止振动,无法描绘出准确的振动图像;3)手动摇动转滚使纸张移动,无法保证纸张运行匀速运动,降低了简谐振动图像的真实性。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的上述不足,提出了一种物理教学用简谐振动演示仪,通过调节气垫导轨的气体流量,产生理想的简谐振动,减速电机带动纸带匀速运动,通过电磁打点计时器使放电针以均匀的时间间隔在纸张上打出一 ...
【技术保护点】
1.一种物理教学用简谐振动演示仪,其特征在于:包括图像分析系统、旋转矢量分析系统、周期分析系统;所述图像分析系统用于绘制简谐振动的正弦函数图像,所述图像分析系统包括展示台(110)、气垫导轨(120)、弹簧振子装置(130)、图像绘制装置(140),所述气垫导轨(120)通过支架(150)悬空设置于展示台(110)之上,所述弹簧振子装置(130)平行设置于气垫导轨(120)的上方,所述弹簧振子装置(130)包括弹簧(131)和滑块(132),所述气垫导轨(120)的一端垂直设置一固定件(121),所述弹簧(131)的一端固定于固定件(121)上,另一端与滑块(132)连接,所述气垫导轨(120)的一侧连接有气泵(122),所述气泵(122)用于调节气垫导轨(120)的气体流量,使滑块(132)悬浮于气垫导轨(120)上;在外力作用下,弹簧(131)带动滑块(132)沿气垫导轨(120)进行简谐振动;所述图像绘制装置(140)设置于气垫导轨(120)的下方并与弹簧振子装置(130)同步运动,所述滑块(132)的下表面设置有放电针(160),所述放电针(160)垂直指向图像绘制装置(140 ...
【技术特征摘要】
1.一种物理教学用简谐振动演示仪,其特征在于:包括图像分析系统、旋转矢量分析系统、周期分析系统;所述图像分析系统用于绘制简谐振动的正弦函数图像,所述图像分析系统包括展示台(110)、气垫导轨(120)、弹簧振子装置(130)、图像绘制装置(140),所述气垫导轨(120)通过支架(150)悬空设置于展示台(110)之上,所述弹簧振子装置(130)平行设置于气垫导轨(120)的上方,所述弹簧振子装置(130)包括弹簧(131)和滑块(132),所述气垫导轨(120)的一端垂直设置一固定件(121),所述弹簧(131)的一端固定于固定件(121)上,另一端与滑块(132)连接,所述气垫导轨(120)的一侧连接有气泵(122),所述气泵(122)用于调节气垫导轨(120)的气体流量,使滑块(132)悬浮于气垫导轨(120)上;在外力作用下,弹簧(131)带动滑块(132)沿气垫导轨(120)进行简谐振动;所述图像绘制装置(140)设置于气垫导轨(120)的下方并与弹簧振子装置(130)同步运动,所述滑块(132)的下表面设置有放电针(160),所述放电针(160)垂直指向图像绘制装置(140),所述放电针(160)通过导线连接有电磁打点计时器(170);所述旋转矢量分析系统用于对弹簧振子装置(130)的简谐振动进行旋转矢量分析,所述旋转矢量分析系统包括承光板(210)、圆形转盘(220)、直流电机以及挡光片组件,所述承光板(210)垂直设置于展示台(110)上,且圆形转盘(220)、气垫导轨(120)位于承光板(210)的同一侧,所述圆形转...
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