圆周运动演示器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种物理教学器具，尤其是一种圆周运动演示器。设有背景板、旋转直尺、闪光器、电机、固定架，背景板和电机固定在固定架上，旋转直尺设于背景板前方并固定在电机的转子上，闪光器固定在旋转直尺上，在旋转直尺的端点、端点与中点之间的中点分别设发光管。能生动、形象、直观地演示匀速运动的概念、规律，能清楚地表达线速度、角速度、半径之间的关系，提高学生对圆周运动规律的理解，还可与数码相机、实物投影仪、计算机等相结合。用数码相机与电脑连接，进行图象处理；或直接与电视机、大屏幕显示器连接，其可视范围大，并能直接在屏幕上分析、比较。实现传统经典教学内容与现代教育技术的相结合。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种物理教学器具，尤其是一种圆周运动演示器。目前，在高中物理教学过程中，尚未有专门用于演示圆周运动尤其是匀速圆周运动的教学仪器。本技术旨在提供一种能生动、形象、直观地演示圆周运动的概念与规律，清楚表达线速度、角速度和半径三者之间的关系，可与数码相机、实物投影仪、计算机等现代化教学设备相结合的圆周运动演示器。为了实现上述目的，本技术将自闪式物体运动显示器应用到做圆周运动的物体上。本技术设有背景板、旋转直尺、闪光器、电机、固定架，背景板和电机固定在固定架上，旋转直尺设于背景板前方并固定在电机的转子上，闪光器固定在旋转直尺上，在旋转直尺的端点、端点与中点之间的中点分别设发光管。闪光器可采用自闪式物体运动显示器，发光管位于显示器的中心，也位于旋转直尺的中点。本设计将“自闪式物体运动显示器”与简单设备结合起来，能生动、形象、直观地演示匀速运动的概念、规律，尤其能清楚地表达线速度v、角速度ω、半径r三者之间的关系，提高了学生对圆周运动规律的理解，提高了演示和教学的质量。另外本技术还可以与数码相机、实物投影仪、计算机等现代教学设备相结合。用数码相机通过USB口与电脑连接，进行图象处理、打印；或直接用VIDEO与电视机、大屏幕显示器连接，其可视范围大，并能直接在屏幕上分析、比较。实现传统经典教学内容与现代教育技术的相结合。同时，本技术的结构简单、制作简便、成本低，可以批量生产或自己制作。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为图1的左视图。图3为物体作匀速圆周运动变化情况示意图。图4为自闪式物体运动显示器结构示意图。图5为采用555时基电路的闪光电路原理图。以下实施例将结合其使用情况对本技术作进一步的说明。图1，2给出了本技术的结构示意图，由图1，2可见，本技术设有圆形背景板1、旋转直尺2、闪光器3、电机4、固定架。固定架由电机架51，一对立柱52、53，底座54组成，背景板1固定在电机架51或立柱52、53上，最好是固定在电机架51上，电机架51再固定在立柱52、53上，立柱52、53固定在底座54上。电机4固定在电机架51上。旋转直尺2设于背景板1的前方，并固定在电机4的转子外套上，闪光器3采用自闪式物体运动显示器，并固定在旋转直尺2的中点C。在旋转直尺2的一端点A、A与C之间的中点B分别设发光二极管(记为发光管A、B)，发光管A、B与位于C点的显示器3的发光二极管(记为发光管C)连接。背景板1作为闪光器3旋转运动时的背景显示板，制作时，背景板1的中心可留有一个比电机转子外套直径略大一些的圆孔，以便由此处固定旋转直尺。旋转直尺2与圆形背景板1之间有一定间隙，以利转动。重要的是包括发光管、闪光器及外盖、旋转直尺的整体的重心，必须尽量准确地通过电机的转轴，以保证它的运动是种匀速圆周运动，而不会发生由于偏心而引起的振动。以下给出一个使用实施例将电机电源线接6～12V直流电源，接通闪光器和直流电源开关，并调整电源输入电压。旋转直尺的旋转速度，将随电压的升高而加快，可以看到发光管A、B在背景板前方画出一道道孤线，随着电压的升高，其图案变化见图3(a，b，c，d)。由图3可见1、输入电压越高，电机转速越快，闪光器的闪光频率周期和占空比是固定的，因此速度越快，孤线越长。线速度定义为匀速圆周运动的物体通过孤线长与时间的比值。闪光的时间是一定的，孤线越长，表示线速度越大。(d的线速度均比a、b、c大)。2、闪光器与发光管和旋转直尺连为一体，其角速度是相同的，由于发光管A的半径为发光管B的两倍，A的亮线长为B的两倍，这就证明了V＝ωr(即线速度与半径成正比)。3、发光管A、B的半径是固定的，即r一定，电压升高，转速越大，角速度ω＝2πn，(n为电机转速)，孤线越长，线速度越大，V＝rω。闪光管可画孤线的图样与发光管的发光频率f、占空比、旋转半径、电机转速n均有一定关系。当f/n＝k，k为正整数时，其图样会稳定下来。举例如下设f＝10Hz，占空比1∶3，电机转速n。当n＝1转/s时，k＝10，圆周上会出现10条亮孤线；n＝2转/s时，k＝5，圆周上会出现5条亮孤线；n＝2.5转/s时，k＝4，圆周上会出现4条亮孤线；n＝3.3转/s时，k＝3，圆周上会出现3条亮孤线；n＝5转/s时，k＝2，圆周上会出现2条亮孤线；n＝10转/s时，k＝1，圆周上会出现1条亮孤线；n＝20转/s时，k＝0.5，圆周上会出现1条，长度为k＝1时的两倍。当k不等于正整数时，图案孤线会旋转而不稳定。以下给出采用自闪式物体运动显示器的闪光器的结构及电路原理，参见图4，5。闪光器由壳体11、闪光电路与电路板12、后盖13和被测物体固定件14等组成。闪光电路置于电路板上，闪光二极管LED置于中间，两侧为“+”极，电路板12置于壳体11内。壳体为圆环形，前端中心设透光孔110，壳体内壁延设凸棱柱，以便固定电路板。后盖13为圆盘形，与壳体11的后端螺接，被测物体固定件14设于后盖13上，可采用强磁体或螺钉，用强磁体吸在铁质运动物体上，或用螺钉固定在运动物体上。在电路板12与后盖13之间置放电池15，电池15的“+”极与电路板两侧的“+”极相通，电池15的“-”极与电路板底侧的“-”相通。能产生频闪的电路形式很多，图5给出采用555时基电路的闪光电路原理图。IC1为555时基电路，电容C1和电阻R1、R2为辅助电路，LED1为发光二极管。权利要求1.圆周运动演示器，其特征在于设有背景板、旋转直尺、闪光器、电机、固定架，背景板和电机固定在固定架上，旋转直尺设于背景板前方并固定在电机的转子上，闪光器固定在旋转直尺上，在旋转直尺的端点、端点与中点之间的中点分别设发光管。2.如权利要求1所述的圆周运动演示器，其特征在于闪光器采用自闪式物体运动显示器，发光管位于显示器的中心，也位于旋转直尺的中点。3.如权利要求1所述的圆周运动演示器，其特征在于固定架由电机架、一对立柱、底座组成，背景板固定在电机架或立柱上。4.如权利要求3所述的圆周运动演示器，其特征在于背景板固定在电机架上，电机架再固定在立柱上，立柱固定在底座上。专利摘要本技术涉及一种物理教学器具，尤其是一种圆周运动演示器。设有背景板、旋转直尺、闪光器、电机、固定架，背景板和电机固定在固定架上，旋转直尺设于背景板前方并固定在电机的转子上，闪光器固定在旋转直尺上，在旋转直尺的端点、端点与中点之间的中点分别设发光管。能生动、形象、直观地演示匀速运动的概念、规律，能清楚地表达线速度、角速度、半径之间的关系，提高学生对圆周运动规律的理解，还可与数码相机、实物投影仪、计算机等相结合。用数码相机与电脑连接，进行图象处理；或直接与电视机、大屏幕显示器连接，其可视范围大，并能直接在屏幕上分析、比较。实现传统经典教学内容与现代教育技术的相结合。文档编号G09B23/00GK2537084SQ02232388公开日2003年2月19日 申请日期2002年4月18日 优先权日2002年4月18日专利技术者练仰贤, 张宏 申请人:厦门外国语学校本文档来自技高网...

【技术保护点】
圆周运动演示器，其特征在于设有背景板、旋转直尺、闪光器、电机、固定架，背景板和电机固定在固定架上，旋转直尺设于背景板前方并固定在电机的转子上，闪光器固定在旋转直尺上，在旋转直尺的端点、端点与中点之间的中点分别设发光管。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：练仰贤，张宏，
申请(专利权)人：厦门外国语学校，
类型：实用新型
国别省市：92[中国|厦门]