一种用于物理教学的角动量守恒演示仪及其控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于物理教学的角动量守恒演示仪及其控制系统，涉及物理教学与实验演示仪器技术领域。该演示仪包括：底座、支撑机构和驱动机构，支撑机构包括支撑杆和轴承；驱动机构包括机械转盘、步进电机、带座轴承、重物、丝杆。该控制系统包括检测模块、蓝牙模块、控制模块和显示模块。本发明专利技术通过拨动机械转盘使之开始转动，同时角加速度计实时测量机械转盘转速，并将数据传输到机载微处理器，然后发送至手柄微处理器并由显示屏显示，从而查看机械转盘的实时角速度值。本发明专利技术可以实现上电初始化或按键初始化，完成三路步进电机的同步，实时检测角速度的大小和位移占比，并能以数据的形式直观的表现出角速度以及位移占比的变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及物理教学与实验演示仪器，尤其涉及一种用于物理教学的角动量守恒演示仪及其控制系统。

技术介绍

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。

2、角动量是物理中的重要物理量，在经典物理、近代物理理论中都扮演着极为重要的角色，是物理学中重要的力学概念之一。角动量守恒定律是物理学的基本守恒定律之一，是教学过程中的一个重要内容，也是难点内容。该定律在质点力学、刚体力学等内容中都有比较广泛的应用。

3、m＝dl

4、角动量定理的微分式为dt，

5、对一固定点o或转轴，当物体不受力矩或所受的合外力矩m＝0时，物体的角动量l保持不变。

6、对于质点，角动量守恒定律的表达式为l＝r×mv＝常矢量，

7、对于刚体，角动量守恒定律的表达式为l＝jω＝常矢量。

8、通过改变演示设备本身的转动惯量大小是教学过程中直观演示角动量守恒的重要手段。传统的角动量守恒的演示方法多采用人力演示或者利用非自动化的教具演示，首先在演示的直观性比较弱，其次是对演示者的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于物理教学的角动量守恒演示仪，其特征在于，包括：底座、支撑机构和驱动机构，所述支撑机构包括支撑杆和轴承；所述支撑杆通过螺母固定于底座上；所述驱动机构包括机械转盘、步进电机、带座轴承、重物、丝杆；所述支撑杆套设轴承与机械转盘连接，机械转盘上表面设有三路步进电机，三路步进电机的每个步进电机一端连接丝杆，丝杆另一端由带座轴承固定于机械转盘的边缘，丝杆上套设重物。

2.如权利要求1所述的用于物理教学的角动量守恒演示仪，其特征在于，底座为三角支架结构，中央为圆柱形基座，基座周围呈120°设置三条支撑腿。

3.如权利要求1所述的用于物理教学的角动量守恒演示仪，其特征...

【技术特征摘要】

1.一种用于物理教学的角动量守恒演示仪，其特征在于，包括：底座、支撑机构和驱动机构，所述支撑机构包括支撑杆和轴承；所述支撑杆通过螺母固定于底座上；所述驱动机构包括机械转盘、步进电机、带座轴承、重物、丝杆；所述支撑杆套设轴承与机械转盘连接，机械转盘上表面设有三路步进电机，三路步进电机的每个步进电机一端连接丝杆，丝杆另一端由带座轴承固定于机械转盘的边缘，丝杆上套设重物。

2.如权利要求1所述的用于物理教学的角动量守恒演示仪，其特征在于，底座为三角支架结构，中央为圆柱形基座，基座周围呈120°设置三条支撑腿。

3.如权利要求1所述的用于物理教学的角动量守恒演示仪，其特征在于，机械转盘是由圆形亚克力板组成，机械转盘搭载机载微处理器、步进电机、重物、轴承和行程开关；行程开关设置于步进电机支架外端，采用常开触点微动开关，用于限定重物的初始位置。

4.如权利要求1所述的用于物理教学的角动量守恒演示仪，其特征在于，驱动机构还包括电池和电池盒，电池设置于电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛亨晨，包佳芸，张子豪，宋浩桢，赵建行，刘孝越，陈飞，李芳，孙惠英，王旭，
申请(专利权)人：山东管理学院，
类型：发明
国别省市：