[实用新型]一种可调式电动圆周运动演示仪

说明书

为了形象直观地演示圆周运动，验证线速度与角速度和转动半径的关系，本实用新型提供一种可调式电动圆周运动演示仪，涉及一种中学物理力学教学与实验仪器。该演示仪主要由变压器、电源开关、低速电机、光电门、转动杆、计时计数测速仪、遮光片、固定木框、支撑脚和面板组成。按照本实用新型所提供的设计方案，该演示仪的转动杆的运动由电动机控制，转动杆上各点的运动更接近匀速圆周运动，线速度和转数及转数对应的时间测量都由测速仪自动测量，实验误差大大减小，通过简单的测量和计算就能快速准确地得出结论，更有利于实验教学的开展。

技术领域

本实用新型涉及一种中学物理力学教学与实验仪器。

背景技术

“圆周运动”是《物理》必修2（人教版）第五章第4节的内容，教材上没有确定的研究线速度和角速度及半径关系的实验仪器和实验方案。介绍线速度、角速度及转动半径的概念和关系全是理论描述与推导，整个教学过程比较抽象，教师在教学过程中需要做出较多的解释，学习积极性和兴趣不高。

发明内容

在为了形象直观地演示圆周运动，验证线速度与角速度和转动半径的关系，本实用新型提供一种可调式电动圆周运动演示仪，通过实验确定线速度和角速度及半径的关系，可以使它们的关系变得形象具体，学生容易接受。转动杆的转动由电动机控制，可以使转动杆上各点的运动更接近匀速圆周运动，线速度和转数及转数对应的时间的测量都由测速仪自动测量，降低实验人员对时间的测量误差，且操作方便，易于学生参与实验的全过程。

本实用新型提供的一种可调式电动圆周运动演示仪，涉及一种中学物理力学教学与实验仪器。该演示仪主要由变压器、电源开关、低速电机、光电门、转动杆、计时计数测速仪、遮光片、固定木框、支撑脚和面板组成。按照本实用新型所提供的设计方案，该演示仪的转动杆的转动由电动机控制，转动杆上各点的运动更接近匀速圆周运动，线速度和转数及转数对应的时间的测量都由测速仪自动测量，实验误差大大减小，通过简单的测量和计算就能快速准确地得出结论，更有利于教学的开展。

本实用新型解决其技术问题所采用的方案主要有以下几点。

1、本演示仪主要由变压器、电源开关、低速电机、光电门、转动杆、计时计数测速仪、遮光片、固定木框、支撑脚和面板组成，其中变压器和低速电机通过螺钉固定在面板的背面，变压器的调速开关与指示灯和低速电机的中心转轴从面板的正面露出，电源开关、计时计数测速仪、固定木框、支撑脚都通过螺钉固定在面板的正面，转动杆的几何中心固定连接在低速电机的中心转轴上，当电机运转时，转动杆也随着转动，转动稳定后，转动杆上各点近似做匀速圆周运动。

2、该演示仪的转动杆和固定木框上都有带刻度的滑槽，滑槽上都有可以移动的调节螺母，遮光片通过调节螺母连接在转动杆上，光电门通过调节螺母连接在固定木框上，移动相应的调节螺母就可以改变遮光片和光电门的位置。

3、所有的连接导线都隐藏在面板后面。

4、在使用时，要先调节好遮光片的位置，再根据滑槽上的刻度位置相应调节光电门的位置，使遮光片恰好从光电门中央通过。

5、保持转动杆上遮光片的位置不变，闭合电源开关，通过拨动变压器上的调速开关来改变转动杆的角速度，观察并记录线速度和转数及转数对应的时间，通过简单计算得出当转动半径不变时，线速度与角速度的变化关系。

6、保持调速开关的位置不变，调节遮光片在转动杆上的位置，并同时调节光电门的位置，只通过电源开关控制电机的运转与停止，观察并记录线速度和遮光片对于转轴中心的距离，通过简单计算得出当保持遮光片的角速度不变时，线速度与转动半径的变化关系。