一种向心力实验装置及运动物体做匀速圆周运动的半径计算方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种向心力实验装置，包括：转盘电机、丝杆电机、转盘、滑台、电阻尺、运动物体及漫反射激光传感器，所述转盘电机带动转盘做匀速圆周运动，所述滑台朝向转盘圆心的面上设有一压力传感器，所述运动物体顶抵于压力传感器，所述运动物体随转盘做匀速圆周运动；所述丝杆电机的丝杆带动滑台朝向转盘圆心运动或者远离转盘圆心运动，所述丝杆电机可拆地固设于转盘上；所述电阻尺的传动轴可伸缩地连接固定于滑台，所述电阻尺可拆地固设于转盘上；所述运动物体的下方凸伸有一挡块，所述运动物体每转动一周，所述挡块的中轴线上的对位点会对位于漫反射激光传感器一次，本发明专利技术还公开了一种运动物体做匀速圆周运动的半径计算方法，研究向心力与影响因素间关系。

【技术实现步骤摘要】
一种向心力实验装置及运动物体做匀速圆周运动的半径计算方法
本专利技术涉及教学设备的
，尤其是指一种向心力实验装置及运动物体做匀速圆周运动的半径计算方法。
技术介绍
向心力问题是物理学中力学部分的重要内容之一，重点是做圆周运动的物体所受向心力与运动角速度、运动线速度、运动半径、运动对象质量之间的关系。在教学中仅仅通过教师讲解使学习者理解和接受是很困难的，必须要得到实验支持。现在所能知悉的向心力教学实验方案和实验装置有一个共同的缺陷，就是只研究向心力与角速度的关系，而不能研究向心力与所有影响因素间的关系。有鉴于此，本专利技术的专利技术人为了解决上述问题，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单及便于研究向心力与所有影响因素间关系的向心力实验装置。为达到上述目的，本专利技术的解决方案为：一种向心力实验装置，包括：转盘电机、丝杆电机、转盘、滑台、电阻尺、运动物体及漫反射激光传感器，所述转盘电机带动转盘做匀速圆周运动，所述滑台朝向转盘圆心的面上设有一压力传感器，所述运动物体顶抵于压力传感器，所述运动物体随转盘做匀速圆周运动；所述丝杆电机的丝杆带动滑台朝向转盘圆心运动或者远离转盘圆心运动，所述丝杆电机可拆地固设于转盘上；所述电阻尺的传动轴可伸缩地连接固定于滑台，所述电阻尺可拆地固设于转盘上；所述运动物体的下方凸伸有一挡块，所述运动物体每转动一周，所述挡块的中轴线上的对位点会对位于漫反射激光传感器一次。一种向心力实验装置，还包括支架，所述漫反射激光传感器可拆地固设于支架朝向挡块的面上。所述支架为倒L型。所述滑台穿设有一光杆，所述光杆的底座可拆地固设于转盘上。所述转盘上可拆地固设有一开口滑轨，所述运动物体可滑动地设于开口滑轨上，所述挡块穿设开口滑轨的中部，所述挡块设于转盘的下方。所述转盘上可拆地固设有一第一限位件及一第二限位件，所述滑台受限于第一限位件与第二限位件之间运动。一种向心力实验装置，还包括支撑座，所述支撑座上设有总控制电路模块，所述转盘电机固设于支撑座上，所述转盘电机的输出轴上连接一带孔转接头，所述带孔转接头内设有一导电滑环，所述总控制电路模块的连接线绕设至导电滑环内，并伸出带孔转接头的孔，且连接至转盘电机、丝杆电机、漫反射激光传感器及电阻尺。所述总控制电路模块上设有一可对转盘电机进行调速的调速电位器、一丝杆电机控制电路模块、一转盘电机控制电路模块及一AD转换电路模块，所述调速电位器电性连接转盘电机控制电路模块及转盘电机，所述丝杆电机控制电路模块电性连接丝杆电机，所述漫反射激光传感器及电阻尺均电性连接AD转换电路模块。所述运动物体为小车。所述小车上设有一固定杆，所述固定杆上选择性设置砝码。一种运动物体做匀速圆周运动的半径计算方法，应用上述向心力实验装置，所述挡块的宽度等于运动物体经由△t时间内所走的位移大小△L，包括以下步骤：步骤一：利用漫反射激光传感器测出△t，即所述挡块的前边缘对位挡住漫反射激光传感器的时间为t1,所述挡块的后边缘对位挡住漫反射激光传感器的时间为t2,t1、t2均由漫反射激光传感器测得，△t＝t2-t1；步骤二：利用漫反射激光传感器计算出所述挡块的中轴线上的对位点对位两次漫反射激光传感器的时间差，即运动物体做匀速圆周运动的周期T；步骤三：根据α＝(Δt/T)×360计算出运动物体于△t时间内所转过的角度；步骤四：根据计算出运动物体做匀速圆周运动的半径。采用上述技术方案后，本专利技术通过转盘电机、丝杆电机、转盘、滑台、电阻尺、运动物体及漫反射激光传感器，根据牛顿第三运动定律可知，所述压力传感器可以测出运动物体对滑台的压力大小，所述滑台对运动物体的反作用力提供了运动物体做匀速圆周运动的向心力，运动物体做匀速圆周运动的向心力大小等于运动物体对滑台的压力大小，所述电阻尺可以测出运动物体做匀速圆周运动的半径，所述漫反射激光传感器可以测出运动物体做匀速圆周运动的周期，从而根据F＝mr(2π/T)2可以计算出运动物体做匀速圆周运动的向心力，经由所计算出的运动物体做匀速圆周运动的向心力与运动物体对滑台的压力大小比较可以得出向心力与所有影响因素间关系，让研究向心力与影响因素间关系变得便利，且本专利技术结构简单。附图说明图1为本专利技术的立体图。图2为本专利技术的局部立体图(1)。图3为本专利技术的局部立体图(2)。【符号说明】转盘电机1带孔转接头11丝杆电机2丝杆21转盘3开口导轨31滑台4压力传感器41电阻尺5传动轴51小车61砝码62挡块63固定杆64中轴线上的对位点o前边缘a后边缘b漫反射激光传感器7支架8光杆9光杆的底座91第一限位件01第二限位件02支撑座03调速电位器041丝杆电机控制电路模块042转盘电机控制电路模块043AD转换电路模块044连接线05。具体实施方式为达成上述目的及功效，本专利技术所采用的技术手段及构造，兹绘图就本专利技术较佳实施例详加说明其特征与功能如下，以利完全了解。请参阅图1至图3所示，本专利技术揭示了一种向心力实验装置，包括：转盘电机1、丝杆电机2、转盘3、滑台4、电阻尺5、运动物体及漫反射激光传感器7，所述转盘电机1带动转盘3做匀速圆周运动，所述滑台4朝向转盘3圆心的面上设有一压力传感器41，所述运动物体顶抵于压力传感器41，所述运动物体随转盘3做匀速圆周运动；所述丝杆电机2的丝杆21带动滑台4朝向转盘3圆心运动或者远离转盘3圆心运动，所述丝杆电机2可拆地固设于转盘3上；所述电阻尺5的传动轴51可伸缩地连接固定于滑台4，所述电阻尺5可拆地固设于转盘3上；所述运动物体的下方凸伸有一挡块63，所述运动物体每转动一周，所述挡块63的中轴线上的对位点o会对位于漫反射激光传感器7一次；所述丝杆电机2的丝杆21与电阻尺5的传动轴51平行间隔设置；其中，压力传感器41可以选用薄膜压力传感器。因此，本专利技术通过转盘电机1、丝杆电机2、转盘3、滑台4、电阻尺5、运动物体及漫反射激光传感器7，根据牛顿第三运动定律可知，所述压力传感器41可以测出运动物体对滑台4的压力大小，所述滑台4对运动物体的反作用力提供了运动物体做匀速圆周运动的向心力，运动物体做匀速圆周运动的向心力大小等于运动物体对滑台4的压力大小，所述电阻尺5可以测出运动物体做匀速圆周运动的半径，所述漫反射激光传感器7可以测出运动物体做匀速圆周运动的周期，从而根据F＝mr(2π/T)2可以计算出运动物体做匀速圆周运动的向心力，经由所计算出的运动物体做匀速圆周运动的向心力与运动物体对滑台4的压力大小比较可以得出向心力与所有影响因素间关系，让研究向心力与影响因素间关系变得便利，且本专利技术结构简单；其中，所述漫反射激光传感器7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种向心力实验装置，其特征在于，包括：转盘电机、丝杆电机、转盘、滑台、电阻尺、运动物体及漫反射激光传感器，所述转盘电机带动转盘做匀速圆周运动，所述滑台朝向转盘圆心的面上设有一压力传感器，所述运动物体顶抵于压力传感器，所述运动物体随转盘做匀速圆周运动；/n所述丝杆电机的丝杆带动滑台朝向转盘圆心运动或者远离转盘圆心运动，所述丝杆电机可拆地固设于转盘上；/n所述电阻尺的传动轴可伸缩地连接固定于滑台，所述电阻尺可拆地固设于转盘上；/n所述运动物体的下方凸伸有一挡块，所述运动物体每转动一周，所述挡块的中轴线上的对位点会对位于漫反射激光传感器一次。/n

【技术特征摘要】
1.一种向心力实验装置，其特征在于，包括：转盘电机、丝杆电机、转盘、滑台、电阻尺、运动物体及漫反射激光传感器，所述转盘电机带动转盘做匀速圆周运动，所述滑台朝向转盘圆心的面上设有一压力传感器，所述运动物体顶抵于压力传感器，所述运动物体随转盘做匀速圆周运动；
所述丝杆电机的丝杆带动滑台朝向转盘圆心运动或者远离转盘圆心运动，所述丝杆电机可拆地固设于转盘上；
所述电阻尺的传动轴可伸缩地连接固定于滑台，所述电阻尺可拆地固设于转盘上；
所述运动物体的下方凸伸有一挡块，所述运动物体每转动一周，所述挡块的中轴线上的对位点会对位于漫反射激光传感器一次。


2.如权利要求1所述一种向心力实验装置，其特征在于：还包括支架，所述漫反射激光传感器可拆地固设于支架朝向挡块的面上。


3.如权利要求2所述一种向心力实验装置，其特征在于：所述支架为倒L型。


4.如权利要求1所述一种向心力实验装置，其特征在于：所述滑台穿设有一光杆，所述光杆的底座可拆地固设于转盘上。


5.如权利要求1所述一种向心力实验装置，其特征在于：所述转盘上可拆地固设有一开口滑轨，所述运动物体可滑动地设于开口滑轨上，所述挡块穿设开口滑轨的中部，所述挡块设于转盘的下方。


6.如权利要求1所述一种向心力实验装置，其特征在于：所述转盘上可拆地固设有一第一限位件及一第二限位件，所述滑台受限于第一限位件与第二限位件之间运动。


7.如权利要求1所述一种向心力实验装置，其特征在于：还包括支撑座，所述支撑座上设有总控...

【专利技术属性】
技术研发人员：危震南，刘千方，宋永兴，尹嵩山，
申请(专利权)人：福建省厦门集美中学，刘千方，
类型：发明
国别省市：福建;35