一种离心运动演示仪的制作方法
专利名称：一种离心运动演示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物理教学仪器，尤其涉及一种用于演示离心运动的物体运动曲线的离心运动演示仪。
背景技术：
物理教材中对物体作离心运动的描述有两类一类是作离心运动物体的作为向心力的合外力突然消失，物体就沿切线飞去，离圆心越来越远。这可由日常生活中的实例来说明撑开淋湿的雨伞，让它围绕伞柄旋转，从雨伞边沿甩出的水滴沿切线飞出就是此类运动。这一情况学生很好理解。另一类是作离心运动物体的作为向心力的合外力没有消失但合外力不足以提供物体做圆周运动的向心力时，物体会逐渐远离圆心运动，其轨迹是一条曲线。对此类离心运动，学生总感到抽象，难以理解接受，若能通过实验演示该现象，则大有说服力，而现有的教学仪器还不能演示此现象。只能通过理论性的分析来告知学生。
发明内容本实用新型的目的是提供一种离心运动演示仪，轻巧易携带，操作方便，可以演示作离心运动物体的作为向心力的合外力没有消失但合外力不足以提供物体做圆周运动的向心力时的物体运动轨迹曲线，保证教学的效果。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的—种离心运动演示仪，用于描绘作为物体的移动块4的离心运动轨迹曲线；包括 底板1、旋转轮2、弹性连接物3、移动块4、磁性笔尖5与驱动机构；旋转轮2的轴设于底板1上，驱动机构驱动旋转轮2转动；旋转轮2为非铁磁性材料，其上表面为磁性画写板6 ；移动块4设于磁性画写板6 上，通过弹性连接物3与旋转轮2的轴心连接；磁性笔尖5设于移动块4上，在磁性画写板6上描绘移动块4的离心运动轨迹曲线[0011]所述的弹性连接物3包括橡皮筋或拉伸弹簧。所述驱动机构包括驱动轮7与传送带8 ；驱动轮7与旋转轮2为皮带轮；驱动轮7 通过传送带8驱动旋转轮2转动。所述的驱动轮7轴处设有手柄9，旋转手柄9驱动驱动轮7旋转。所述的驱动轮7轴处设有电机，电机驱动驱动轮7旋转。所述的驱动轮7为非铁磁性材料。所述的底板1为非铁磁性材料。所述的移动块4为橡胶材料。由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的一种离心运动演示仪，轻巧易携带，操作方便，可以演示作离心运动物体的作为向心力的合外力没有
3消失但合外力不足以提供物体做圆周运动的向心力时的物体运动轨迹曲线，保证教学的效
^ ο
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本实用新型实施例提供的离心运动演示仪结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的离心运动演示仪结构工作时移动块4的离心运动轨迹示意图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述。如图1所示，一种离心运动演示仪，用于描绘作为物体的移动块4的离心运动轨迹曲线；包括底板1、旋转轮2、弹性连接物3、移动块4、磁性笔尖5与驱动机构；这里的弹性连接物3可以使用橡皮筋，容易取得，且成本低。也可以使用拉伸弹
ο旋转轮2的轴设于底板1上，驱动机构驱动旋转轮2转动；旋转轮2为非铁磁性材料，其上表面为磁性画写板6 ；旋转轮2可以采用木材或塑料，在其上面粘贴一层磁性画写板6。移动块4设于磁性画写板6上，通过弹性连接物3与旋转轮2的轴心连接；所述的移动块4为橡胶材料，实际中直接选用橡皮制作。磁性笔尖5设于移动块4上，具体是在在移动块4的橡皮中心钻一小孔，把磁性笔尖5嵌入。在磁性画写板6上描绘移动块4的离心运动轨迹曲线。所述驱动机构包括驱动轮7与传送带8 ；驱动轮7与旋转轮2为皮带轮；驱动轮7 通过传送带8驱动旋转轮2转动。所述的驱动轮7轴处设有手柄9，旋转手柄9驱动驱动轮 7旋转。为了方便使用，所述的驱动轮7轴处可以不用手柄9，而使用电机，电机驱动驱动轮 7旋转。上述的驱动轮7与底板1为非铁磁性材料，实际使用中可以选取木材。工作原理首先按图1所示将离心运动演示仪各部分安装好，转动手柄9，使驱动轮7带动旋转轮2旋转，磁性画写板6随之转动，控制转速由慢到快，直到橡皮块飞离磁性画写板6，这样移动块4上嵌入的磁性笔尖5就在磁性画写板6上自动“画”出了移动块4也就是物体离心运动的轨迹。其过程如下(1)初始，移动块4位于靠近磁性画写板6轴心的位置，磁性画写板6转速较慢，移动块4与磁性画写板6保持相对静止，移动块4做圆周运动，其向心力由移动块4和磁性画写板6间的静摩擦力提供。(2)当转速达到一定数值时，移动块4和磁性画写板6之间的最大静摩擦力无法满足移动块4做圆周运动的向心力时，弹性连接物3也就是橡皮筋的拉力(向心力)起作用，此时移动块4由靠近磁性画写板6轴心的位置向磁性画写板6的外圆移动，这样移动块 4上嵌入的磁性笔尖5就在磁性画写板6上自动“画”出了移动块4也就是物体离心运动的轨迹，该过程中移动块4是做半径越来越大的曲线运动。当橡皮筋的拉力满足移动块4做圆周运动的向心力时，移动块4开始做圆周运动，其轨迹是半径为Rl的圆。(3)继续提高磁性画写板的转速，移动块4转速随之增大，当橡皮筋的拉力无法满足移动块4做圆周运动的向心力时，移动块4就再次沿着圆周和圆周切线之间的某条曲线运动，即移动块4远离圆心。磁性笔尖5在磁性画写板6上再次“画”出了移动块4也就是物体离心运动的轨迹，当橡皮筋拉力达某一确定值时，又使得移动块4作圆周运动，其半径为R2，由观察可知R2 > R1，如图2所示。若继续提高磁性画写板6的转速，移动块4转速升高，其绕圆心转动半径可继续增大。所以，当合外力不足以提供物体做圆周运动的向心力时，物体会逐渐远离圆心运动，其轨迹是一条曲线。(4)当磁性画写板6的转速由高速逐渐减小时，情况和上述相反。该实验装置结构简单，易于制作，可见度高，物理意义明确，可以作为学生演示实验用。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求1.一种离心运动演示仪，用于描绘作为物体的移动块的离心运动轨迹曲线；其特征在于，包括底板⑴、旋转轮O)、弹性连接物⑶、移动块G)、磁性笔尖(5)与驱动机构；旋转轮O)的轴设于底板(1)上，驱动机构驱动旋转轮( 转动；旋转轮( 为非铁磁性材料，其上表面为磁性画写板(6)；移动块(4)设于磁性画写板(6)上，通过弹性连接物(3)与旋转轮(2)的轴心连接；磁性笔尖( 设于移动块(4)上，在磁性画写板(6)上描绘移动块的离心运动轨迹曲线。
2.根据权利要求1所述的离心运动演示仪，其特征在于，所述的弹性连接物C3)包括橡皮筋或拉伸弹簧。
3.根据权利要求1或2所述的离心运动演示仪，其特征在于，所述驱动机构包括驱动轮(7)与传送带(8)；驱动轮(7)与旋转轮( 为皮带轮；驱动轮(7)通过传送带(8)驱动旋转轮⑵转动。
4.根据权利要求3所述的离心运动演示仪，其特征在于，所述的驱动轮(7)轴处设有手柄(9)，旋转手柄(9)驱动驱动轮(7)旋转。
5.根据权利要求3所述的离心运动演示仪，其特征在于，所述的驱动轮(7)轴处设有电机，电机驱动驱动轮(7)旋转。
6.根据权利要求3所述的离心运动演示仪，其特征在于，所述的驱动轮(7)为非铁磁性材料。
7.根据权利要求1或2所述的离心运动演示仪，其特征在于，所述的底板(1)为非铁磁性材料。
8.根据权利要求1或2所述的离心运动演示仪，其特征在于，所述的移动块(4)为橡胶材料。
专利摘要本实用新型实施例提供的一种离心运动演示仪，用于描绘作为物体的移动块(4)的离心运动轨迹曲线；包括底板(1)、旋转轮(2)、弹性连接物(3)、移动块(4)、磁性笔尖(5)与驱动机构；旋转轮(2)的轴设于底板(1)上，驱动机构驱动旋转轮(2)转动；旋转轮(2)为非铁磁性材料，其上表面为磁性画写板(6)；移动块(4)设于磁性画写板(6)上，通过弹性连接物(3)与旋转轮(2)的轴心连接；磁性笔尖(5)设于移动块(4)上，在磁性画写板(6)上描绘移动块(4)的离心运动轨迹曲线。轻巧易携带，操作方便，可以演示作离心运动物体的作为向心力的合外力没有消失但合外力不足以提供物体做圆周运动的向心力时的物体运动轨迹曲线，保证教学的效果。
文档编号G09B23/10GK202049650SQ201120155950
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者张起祥, 陈杰浩 申请人:湖州师范学院
技术领域：
本实用新型涉及一种物理教学仪器，尤其涉及一种用于演示离心运动的物体运动曲线的离心运动演示仪。
背景技术：
物理教材中对物体作离心运动的描述有两类一类是作离心运动物体的作为向心力的合外力突然消失，物体就沿切线飞去，离圆心越来越远。这可由日常生活中的实例来说明撑开淋湿的雨伞，让它围绕伞柄旋转，从雨伞边沿甩出的水滴沿切线飞出就是此类运动。这一情况学生很好理解。另一类是作离心运动物体的作为向心力的合外力没有消失但合外力不足以提供物体做圆周运动的向心力时，物体会逐渐远离圆心运动，其轨迹是一条曲线。对此类离心运动，学生总感到抽象，难以理解接受，若能通过实验演示该现象，则大有说服力，而现有的教学仪器还不能演示此现象。只能通过理论性的分析来告知学生。
发明内容本实用新型的目的是提供一种离心运动演示仪，轻巧易携带，操作方便，可以演示作离心运动物体的作为向心力的合外力没有消失但合外力不足以提供物体做圆周运动的向心力时的物体运动轨迹曲线，保证教学的效果。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的—种离心运动演示仪，用于描绘作为物体的移动块4的离心运动轨迹曲线；包括 底板1、旋转轮2、弹性连接物3、移动块4、磁性笔尖5与驱动机构；旋转轮2的轴设于底板1上，驱动机构驱动旋转轮2转动；旋转轮2为非铁磁性材料，其上表面为磁性画写板6 ；移动块4设于磁性画写板6 上，通过弹性连接物3与旋转轮2的轴心连接；磁性笔尖5设于移动块4上，在磁性画写板6上描绘移动块4的离心运动轨迹曲线[0011]所述的弹性连接物3包括橡皮筋或拉伸弹簧。所述驱动机构包括驱动轮7与传送带8 ；驱动轮7与旋转轮2为皮带轮；驱动轮7 通过传送带8驱动旋转轮2转动。所述的驱动轮7轴处设有手柄9，旋转手柄9驱动驱动轮7旋转。所述的驱动轮7轴处设有电机，电机驱动驱动轮7旋转。所述的驱动轮7为非铁磁性材料。所述的底板1为非铁磁性材料。所述的移动块4为橡胶材料。由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的一种离心运动演示仪，轻巧易携带，操作方便，可以演示作离心运动物体的作为向心力的合外力没有
3消失但合外力不足以提供物体做圆周运动的向心力时的物体运动轨迹曲线，保证教学的效
^ ο
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本实用新型实施例提供的离心运动演示仪结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的离心运动演示仪结构工作时移动块4的离心运动轨迹示意图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述。如图1所示，一种离心运动演示仪，用于描绘作为物体的移动块4的离心运动轨迹曲线；包括底板1、旋转轮2、弹性连接物3、移动块4、磁性笔尖5与驱动机构；这里的弹性连接物3可以使用橡皮筋，容易取得，且成本低。也可以使用拉伸弹
ο旋转轮2的轴设于底板1上，驱动机构驱动旋转轮2转动；旋转轮2为非铁磁性材料，其上表面为磁性画写板6 ；旋转轮2可以采用木材或塑料，在其上面粘贴一层磁性画写板6。移动块4设于磁性画写板6上，通过弹性连接物3与旋转轮2的轴心连接；所述的移动块4为橡胶材料，实际中直接选用橡皮制作。磁性笔尖5设于移动块4上，具体是在在移动块4的橡皮中心钻一小孔，把磁性笔尖5嵌入。在磁性画写板6上描绘移动块4的离心运动轨迹曲线。所述驱动机构包括驱动轮7与传送带8 ；驱动轮7与旋转轮2为皮带轮；驱动轮7 通过传送带8驱动旋转轮2转动。所述的驱动轮7轴处设有手柄9，旋转手柄9驱动驱动轮 7旋转。为了方便使用，所述的驱动轮7轴处可以不用手柄9，而使用电机，电机驱动驱动轮 7旋转。上述的驱动轮7与底板1为非铁磁性材料，实际使用中可以选取木材。工作原理首先按图1所示将离心运动演示仪各部分安装好，转动手柄9，使驱动轮7带动旋转轮2旋转，磁性画写板6随之转动，控制转速由慢到快，直到橡皮块飞离磁性画写板6，这样移动块4上嵌入的磁性笔尖5就在磁性画写板6上自动“画”出了移动块4也就是物体离心运动的轨迹。其过程如下(1)初始，移动块4位于靠近磁性画写板6轴心的位置，磁性画写板6转速较慢，移动块4与磁性画写板6保持相对静止，移动块4做圆周运动，其向心力由移动块4和磁性画写板6间的静摩擦力提供。(2)当转速达到一定数值时，移动块4和磁性画写板6之间的最大静摩擦力无法满足移动块4做圆周运动的向心力时，弹性连接物3也就是橡皮筋的拉力(向心力)起作用，此时移动块4由靠近磁性画写板6轴心的位置向磁性画写板6的外圆移动，这样移动块 4上嵌入的磁性笔尖5就在磁性画写板6上自动“画”出了移动块4也就是物体离心运动的轨迹，该过程中移动块4是做半径越来越大的曲线运动。当橡皮筋的拉力满足移动块4做圆周运动的向心力时，移动块4开始做圆周运动，其轨迹是半径为Rl的圆。(3)继续提高磁性画写板的转速，移动块4转速随之增大，当橡皮筋的拉力无法满足移动块4做圆周运动的向心力时，移动块4就再次沿着圆周和圆周切线之间的某条曲线运动，即移动块4远离圆心。磁性笔尖5在磁性画写板6上再次“画”出了移动块4也就是物体离心运动的轨迹，当橡皮筋拉力达某一确定值时，又使得移动块4作圆周运动，其半径为R2，由观察可知R2 > R1，如图2所示。若继续提高磁性画写板6的转速，移动块4转速升高，其绕圆心转动半径可继续增大。所以，当合外力不足以提供物体做圆周运动的向心力时，物体会逐渐远离圆心运动，其轨迹是一条曲线。(4)当磁性画写板6的转速由高速逐渐减小时，情况和上述相反。该实验装置结构简单，易于制作，可见度高，物理意义明确，可以作为学生演示实验用。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求1.一种离心运动演示仪，用于描绘作为物体的移动块的离心运动轨迹曲线；其特征在于，包括底板⑴、旋转轮O)、弹性连接物⑶、移动块G)、磁性笔尖(5)与驱动机构；旋转轮O)的轴设于底板(1)上，驱动机构驱动旋转轮( 转动；旋转轮( 为非铁磁性材料，其上表面为磁性画写板(6)；移动块(4)设于磁性画写板(6)上，通过弹性连接物(3)与旋转轮(2)的轴心连接；磁性笔尖( 设于移动块(4)上，在磁性画写板(6)上描绘移动块的离心运动轨迹曲线。
2.根据权利要求1所述的离心运动演示仪，其特征在于，所述的弹性连接物C3)包括橡皮筋或拉伸弹簧。
3.根据权利要求1或2所述的离心运动演示仪，其特征在于，所述驱动机构包括驱动轮(7)与传送带(8)；驱动轮(7)与旋转轮( 为皮带轮；驱动轮(7)通过传送带(8)驱动旋转轮⑵转动。
4.根据权利要求3所述的离心运动演示仪，其特征在于，所述的驱动轮(7)轴处设有手柄(9)，旋转手柄(9)驱动驱动轮(7)旋转。
5.根据权利要求3所述的离心运动演示仪，其特征在于，所述的驱动轮(7)轴处设有电机，电机驱动驱动轮(7)旋转。
6.根据权利要求3所述的离心运动演示仪，其特征在于，所述的驱动轮(7)为非铁磁性材料。
7.根据权利要求1或2所述的离心运动演示仪，其特征在于，所述的底板(1)为非铁磁性材料。
8.根据权利要求1或2所述的离心运动演示仪，其特征在于，所述的移动块(4)为橡胶材料。
专利摘要本实用新型实施例提供的一种离心运动演示仪，用于描绘作为物体的移动块(4)的离心运动轨迹曲线；包括底板(1)、旋转轮(2)、弹性连接物(3)、移动块(4)、磁性笔尖(5)与驱动机构；旋转轮(2)的轴设于底板(1)上，驱动机构驱动旋转轮(2)转动；旋转轮(2)为非铁磁性材料，其上表面为磁性画写板(6)；移动块(4)设于磁性画写板(6)上，通过弹性连接物(3)与旋转轮(2)的轴心连接；磁性笔尖(5)设于移动块(4)上，在磁性画写板(6)上描绘移动块(4)的离心运动轨迹曲线。轻巧易携带，操作方便，可以演示作离心运动物体的作为向心力的合外力没有消失但合外力不足以提供物体做圆周运动的向心力时的物体运动轨迹曲线，保证教学的效果。
文档编号G09B23/10GK202049650SQ201120155950
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者张起祥, 陈杰浩 申请人:湖州师范学院
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