[实用新型]一种基于数据探究向心力大小决定因素的实验装置

说明书

本发明涉及中学物理实验设备技术领域，具体地说是一种基于数据探究向心力大小决定因素的实验装置，其设有方形支架和支腿，方形支架上方的左右两侧分别设有竖直杆，竖直杆的上端经横梁相连接，特征在于方形支架上设有支撑杆，横梁正下方的支撑杆侧面设有驱动电机，驱动电机的机座侧面与支撑杆侧面相连接，驱动电机的输出轴伸出支撑杆上方并与转杆相连接，所述的转杆上方以驱动电机输出轴为原点，原点处的转杆上设有定滑轮，原点左侧的转杆上设有半径标尺，半径标尺上方设有透明滑槽，滑槽内设有拉力球，拉力球经拉绳穿过定滑轮与拉力计相连接，拉力计侧面的横梁上设有转速表，具有结构简单、使用效果好、便于学生理解和掌握向心力公式等优点。

技术领域

本发明涉及中学物理实验设备技术领域，具体地说是一种结构简单、使用效果好、便于学生理解和掌握向心力公式的基于数据探究向心力大小决定因素的实验装置。

背景技术

众所周知，“向心力”是现代物理学科的必修课，在初中便有所涉猎，高中更是要进行深入研究，在大学中同样是研究重点，物理教学中，实验研讨式教学相比于填鸭式教学更能够让学生深刻的理解和掌握所学知识，实验中可以充分让同学们参与进来，每个学习小组都可以亲自实验并进行讨论。

目前，在物理教科书有关向心力的章节中，学生在利用牛顿第二定律得出向心力的表达式后，有个验证性实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式，该实验在实际操作中有以下几处不妥:1.在具体操作中很难使小球沿纸上的某个圆周运动，小球大多作椭圆运动；2.球在圆周运动时，与纸面间存在一定的距离，无法确定究竟在哪个圆周上运动，半径r的测量误差大；3.在圆锥摆中小球距离悬点的竖直高度h不好确定，h的测量误差大；现在实验室中常用的手摇式向心力演示仪，且只能目测力的大小,这样验证向心力的表达式，误差较大。

发明内容

本实用新型的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、使用效果好、便于学生理解和掌握向心力公式的基于数据探究向心力大小决定因素的实验装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于数据探究向心力大小决定因素的实验装置，设有方形支架和支腿，方形支架的四边分别与支腿相连接，支腿支撑方形支架，方形支架上方的左右两侧分别设有竖直杆，竖直杆的下端与方形支架相连接，竖直杆的上端经横梁相连接，其特征在于所述的方形支架上设有支撑杆，支撑杆设在方形支架的上方，所述的横梁正下方的支撑杆侧面设有驱动电机，驱动电机的机座侧面与支撑杆侧面相连接，所述的驱动电机的输出轴设在上方，驱动电机的输出轴伸出支撑杆上方并与转杆相连接，所述的转杆上方以驱动电机输出轴为原点，原点处的转杆上设有定滑轮，所述的定滑轮经连接座与转杆相连接，原点左侧的转杆上设有半径标尺，半径标尺上设有标识刻度，驱动电机输出轴为标识刻度的0点，所述的半径标尺上方设有透明滑槽，滑槽的右端呈封闭状，滑槽内设有拉力球，拉力球经拉绳穿过定滑轮与横梁上设有的拉力计相连接，拉力计侧面的横梁上设有转速表，通过驱动电机带动转杆转动进而直观看出拉力计示数、拉力球转动半径和转速表示数，最终实现对向心力公式的探究。

本发明所述的原点右侧的转杆上设有配重块，通过配重块实现转杆的水平。

本发明所述的竖直杆上设有标识刻度，竖直杆侧面设有锁紧螺栓，锁紧螺栓穿过竖直杆与方形支架相连接，通过锁紧螺栓调节竖直杆与方形支架之间的高度，继而使转杆两侧处于竖直杆的同一刻度。

本发明所述的竖直杆侧面设有控制器，所述的控制器经导线与驱动电机相连接，通过控制器控制驱动电机的转速，进而验证不同转速下的向心力公式的探究。

本发明所述的驱动电机的输出轴上设有支撑座，转杆经支撑座与驱动电机的输出轴相连接，增大了转杆的稳定性。

本发明所述的连接座经调节杆与定滑轮相连接，所述的调节杆的两端分别与连接座和定滑轮相铰接，通过转动调节杆调节定滑轮的最低点位置，进而实现拉力球的拉力绳受力水平。