[发明专利]新型数字显示向心力演示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种物理现象教学演示器，具体涉及一种新型数字显示向心力演示装置。

背景技术

普通高中物理教学中讲到，做匀速圆周运动的物体必定受到与速度方向不在同一直线上的合力作用，这个合力的方向虽然不断变化，但总是沿着半径指向圆心，所有叫做向心力；这个力比较抽象学生不容易理解，，尤其这个力不好直观测量，实验室的仪器都是定性测量，没有直观显示测量数据的仪器。

发明内容

本发明的目的在于提供新型数字显示向心力演示装置，其能直观、定量测量离心力，直观、方便教学演示，增强了教学的趣味性。

本发明的技术解决方案是。

一种新型数字显示向心力演示装置包括一支架平台，设置于支架平台上的LED数码显示屏、传感器、第一圆盘、小球轨道、第二圆盘、接触铜环、接触弹片、设置于平台支架下端的第三圆盘、手转圆盘；第一圆盘、第二圆盘与第三圆盘通过中心轴穿过平台支架固定，接触弹片固定在支架上与铜环摩擦接触，第一圆盘上设置小球轨道，靠近轨道里端固定传感器，第三圆盘通过皮带连接手转圆盘，手转圆盘通过支架与平台支架底部固连，手转圆盘上设有手柄。

所述新型数字显示向心力演示装置，其特殊之处在于：手摇手柄带动第一圆盘转动，其轨道上的小球产生对传感器有压力，下面设置圆形弹簧接触覆铜片，圆形弹簧接触覆铜片通过导线把小球对传感器的压力变量通过弹性片电路连接数字显示表显示向心力的大小数值。

所述新型数字显示向心力演示装置，其特殊之处在于：演示器的工作电源采用输出20V，功率3W小型变压器，二极管桥式整流，2200UF电解电容滤波，三端稳压器进行稳压为离心力演示器提供稳定工作电压。

所述新型数字显示向心力演示装置，其特殊之处在于：放大器采用三极管复合放大，提高输入的灵敏度和输出电压的变化范围，数字表经改制，把输出的电压变化数值使其和牛顿力对应起来。

所述新型数字显示向心力演示装置，其特殊之处在于：上述电路包括放大电路和模拟数字转换电路。

所述新型数字显示向心力演示装置，其特殊之处在于：所述的传感器为压力传感器，显示器为LED数码管。

上述弹性片包括固定片，以及固定于固定片一侧长度一致渐变的弹片；所述固定片固定于平台支架1上。

本发明的有益效果是。

本发明填补了离心力直观显示中学教学仪器的空白，设计简单，成本低廉，具有一定的推广价值，直观、定量测量离心力，直观、方便教学演示，增强了教学的趣味性。

附图说明。

图1为本发明的结构图。

具体实施方式。

一种新型数字显示向心力演示装置包括一支架平台，设置于支架平台上的LED数码显示屏、传感器、第一圆盘、小球轨道、第二圆盘、接触铜环、接触弹片、设置于平台支架下端的第三圆盘、手转圆盘；第一圆盘、第二圆盘与第三圆盘通过中心轴穿过平台支架固定，接触弹片固定在支架上与铜环摩擦接触，第一圆盘上设置小球轨道，靠近轨道里端固定传感器，第三圆盘通过皮带连接手转圆盘，手转圆盘通过支架与平台支架底部固连，手转圆盘上设有手柄，手摇手柄带动第一圆盘转动，其轨道上的小球产生对传感器有压力，下面设置圆形弹簧接触覆铜片，圆形弹簧接触覆铜片通过导线把小球对传感器的压力变量通过弹性片电路连接数字显示表显示向心力的大小数值。

压力传感器采集被轨道小球的压力，而给他约束轨道作用力的信息，小球对传感器的压力引起输出电压变化或电流变化，把这一信息通过放大器进行电压或电流放大，把放大后的信号经模拟数字转换在通过数字显示表显示出来。电路包括放大电路和模拟数字转换电路。

弹性片包括固定片，以及固定于固定片一侧长度一致渐变的弹片；固定片固定于平台支架上。

轨道为铝质或塑胶材料为长方体，第一圆盘为铝质或铁质材料，其半径约8cm、厚度约1cm；第二圆盘为铝质或铁质材料，其半径约2cm、厚度约1.2cm、第三圆盘为铝质或铁质材料，其半径约1.5cm、厚度约18cm。

第一圆盘和第二圆盘通过中心轴（靠底座支撑）固定连接一起，当手转圆盘6通过皮带传动带第一圆盘转动其第二圆盘也转动。

演示器的工作电源采用输出20V，功率3W小型变压器，二极管桥式整流，2200UF电解电容滤波，三端稳压器进行稳压为离心力演示器提供稳定工作电压。放大器采用三极管复合放大，提高输入的灵敏度和输出电压的变化范围，数字表经改制，把输出的电压变化数值使其和牛顿力对应起来。