【技术实现步骤摘要】
一种智能向心力测试演示仪以及智能演示方法
本专利技术涉及向心力实验演示教学设备领域，尤其涉及一种智能向心力测试演示仪以及智能演示方法。
技术介绍
匀速圆周运动是高中物理教学的一个难点模型，对向心力的理解是学习圆周运动的关键。由于缺少简易直观的教学仪器，该公式的理论推导过程对学生来说过于抽象，不易理解，教学中教师灌输和学生死背公式的现象较普遍。因此，有必要研制设计向心力及其圆周运动规律的实验仪器，以弥补教材和实验配套的不足。目前高中物理实验中所采用的“向心力实验演示仪”是通过皮带传动改变两个轮的转速，让两个轮的钢球同时做圆周运动，然后通过连动装置使安放在圆盘中心套筒中的弹簧产生压缩变形，再根据形变大小，来粗略比较两边压力的关系。现有的这类仪器存在以下问题：测力不准确、不稳定，不能准确地测量瞬时速度，对公式中的质量、线速度、角速度、半径等不能准确定量分析，从而只能定性地说明向心力大小与相关变量有关，而无法定量地测出向心力与半径、线速度和质量有关，实验精确度也不高。当今传感器技术广泛应用于社会发展及人类生活的各个领域，利用力传感器感知末端执行器的力度，将力信号转变为电信...
【技术保护点】
1.一种智能向心力测试演示仪，其特征在于，演示仪包括底座(1)，底座上行固定有电机(2)，电机(2)通过联轴器(3)连接着转轴(4)，电子能够通过联轴器带动转轴按照设定转速或加速度旋转，所述的转轴上固定连接着横向布置的旋转臂(5)；旋转臂内包含槽，该槽中固定着弹簧一(8)，固定的方式为焊接，弹簧一(8)的端部包含一个固定的铁片一(14)或者是弹簧一(8)的端部连接着一个力传感器一(11)，该力传感器一(11)和铁片一(14)二者胶黏在一起；当旋转臂转动的时候，弹簧能够拉伸。
【技术特征摘要】
1.一种智能向心力测试演示仪，其特征在于，演示仪包括底座(1)，底座上行固定有电机(2)，电机(2)通过联轴器(3)连接着转轴(4)，电子能够通过联轴器带动转轴按照设定转速或加速度旋转，所述的转轴上固定连接着横向布置的旋转臂(5)；旋转臂内包含槽，该槽中固定着弹簧一(8)，固定的方式为焊接，弹簧一(8)的端部包含一个固定的铁片一(14)或者是弹簧一(8)的端部连接着一个力传感器一(11)，该力传感器一(11)和铁片一(14)二者胶黏在一起；当旋转臂转动的时候，弹簧能够拉伸。2.如权利要求1所述的一种智能向心力测试演示仪，其特征在于，所述的转轴(4)内部为空心，空心中包含竖直的弹簧二(9)；弹簧二(9)的端部连接着一个力传感器二(12)，该力传感器二(12)和铁片二(15)二者胶黏在一起。3.如权利要求1所述的一种智能向心力测试演示仪，其特征在于，所述的槽中能放置砝码，砝码在转动的过程中贴着力传感器一(1)。4.如权利要求1所述的一种智能向心力测试演示仪，其特征在于，还包含微处理器、人机交互模块、存储电路、时钟模块、测距模块、A/D转换器、测力模块、驱动电路、电机、测速电路、蓝牙模块和USB接口；人机交互模块、存储电路、时钟模块、测距模块与微处理器相连，所述测力模块通过A/D转换器连接微处理器，所述微处理器通过驱动电路控制电机，所述微处理器通过测速电路测量电机转速，所述微控制器通过蓝牙模块和手机无线通信，所述微处理器通过USB接口或者无线通信部分和PC机通信。5.如权利要求4所述的一种智能向心力测试演示仪，其特征在于，所述的测距模块为超声波传感器；人机交互模块为LED触摸屏；超声波传感器安装在任意一个铁片上。6.如权利要求4所述的一种智能向心力测试演示仪，其特征在于，电机为直流减速电机；测速电路为霍尔传感器测速模块。7.一种智能向心力测试智能演示方法，其特征在于，利用权利要求1-6任意一项所述的测试演示仪，包含如下步骤，所述LED触摸屏显示界面示意图输入砝码的质量m，转速n，加速度a，在不需要测量切线方向的向心力F切向时，此项可以不输入，默认值为0，智能向心力测试演示仪自动测量转速n，半径r，时间t、启动和停止转动的Δt，计算F切向时考虑，经过微处理器计算，在LED触摸屏上同时显示理论计算值：F法向和F...
【专利技术属性】
技术研发人员：任亚杰，卢超，任梦圆，
申请(专利权)人：陕西理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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