本發(fā)明涉及一種教學用具領域，具體涉及一種磁力作用下的圓周運動演示儀。

背景技術：

應用在科普展示和科普教學中的三球儀，是靠齒輪和連桿的傳動作用，使地球模型和月球模型圍繞太陽模型發(fā)生自轉和公轉；在物理教學中，對于向心力的認識，最初通常是把繩子的一端套在釘子上，另一端系一小球，使小球在桌面上做勻速圓周運動，有人用這種模型去演示地球繞太陽的公轉及行星繞太陽的橢圓軌道運動，與事實是極不相符的。因為行星繞太陽的公轉，除了引力相互作用，中間沒有任何媒介物，目前市場上缺少一種利用磁力相互作用來演示三球儀工作原理，缺少一種利用磁力相互作用來演示向心力運動的儀器。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述背景技術中提出的問題，本發(fā)明采用如下技術方案用來解決現(xiàn)有技術的不足。

一種磁力作用下的圓周運動演示儀，包括底座、圓盤、電機、轉軸、球形空腔體、強磁體、鐵球、電池、開關、調(diào)速器、水杯、小球、球形永磁體；所述底座上安裝了一塊圓盤，所述圓盤的中心開一孔洞，所述電機安裝在圓盤的孔洞中，其轉軸在豎直方向上，所述轉軸上端連接球形空腔體，所述球形空腔體的中心安裝了一塊強磁體，所述強磁體與轉軸固定連接，且其重心在轉軸處，所述強磁體的N、S極水平放置，其磁軸水平，與轉軸垂直；所述強磁體采用釹鐵硼永磁體，其磁性很強，能對圓盤表面較遠處的鐵球產(chǎn)生磁力作用，鐵球受到重力、支持力、磁力作用，當打開開關，電機帶動強磁體轉動，強磁體的N、S極繞轉軸轉動，給鐵球一個沿軌跡切線方向的初速度，鐵球在重力、支持力、磁力作用下繞圓心O做圓周運動或做橢圓軌道運動，調(diào)整轉速器，可調(diào)節(jié)電機的轉動速度，從而改變磁極的旋轉速度，可改變鐵球運動的快慢。

進一步地，在圓盤旁邊放一水杯，在其中注入水，將小球放入水中，可觀察到小球在強磁體的磁力作用下，繞軸自轉，用來演示地球的自轉。

進一步地，所述小球的中心安裝了球形永磁體，所述小球能懸浮于水的表面，所述小球的外徑略小于水杯的內(nèi)徑。

進一步地，配備多個磁性相同或不同，質量相等或不等的球形強磁體，可改變鐵球運動的半徑；可制作出：向心力運動儀、三球儀、八大行星運動儀；且無需任何宏觀媒介傳輸系統(tǒng)，如鏈條連桿、齒輪、皮帶等宏觀傳動媒介，可建立運動與磁體和磁場的關系，可探究鐵球繞太陽模型公轉，小球繞軸自轉的原因。

本發(fā)明的有益效果在于：利用磁力作用來演示圓周運動或橢圓軌道運動，相比以往的實驗模型技術先進，具有新穎性和實用性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖，

圖中：1-底座，2-圓盤，3-電機，4-轉軸，5-球形空腔體，6-強磁體，7-鐵球，8-電池，9-開關，10-調(diào)速器，11-水杯，12-小球，13-球形永磁體。

具體實施方式

如圖1所示，一種磁力作用下的圓周運動演示儀，包括底座1，圓盤2，電機3，轉軸4，球形空腔體5，強磁體6，鐵球7，電池8，開關9，調(diào)速器10，水杯11，小球12，球形永磁體13；所述底座1上安裝了一塊圓盤2，所述圓盤2的中心開一孔洞，所述電機3安裝在圓盤2的孔洞中，其轉軸4在豎直方向上，所述轉軸4上端連接球形空腔體5，所述球形空腔體5的中心安裝了一塊強磁體6，所述強磁體6與轉軸4固定連接，且其重心在轉軸處，所述強磁體6的N、S極水平放置，其磁軸水平，與轉軸4垂直；所述強磁體6采用釹鐵硼永磁體，其磁性很強，能對圓盤2表面較遠處的鐵球7產(chǎn)生磁力作用，鐵球7受到重力、支持力、磁力作用，當打開開關9，電機3帶動強磁體6轉動，強磁體6的N、S極繞轉軸4轉動，給鐵球7一個沿軌跡切線方向的初速度，鐵球7在重力、支持力、磁力作用下繞圓心O做圓周運動或做橢圓軌道運動，調(diào)整轉速器10，可調(diào)節(jié)電機3的轉動速度，從而改變磁極的旋轉速度，可改變鐵球7運動的快慢。

進一步地，在圓盤2旁邊放一水杯11，在其中注入水，將小球12放入水中，可觀察到小球12在強磁體6的磁力作用下，繞軸自轉，用來演示地球的自轉。

進一步地，所述小球12的中心安裝了球形永磁體13，所述小球12能懸浮于水的表面，所述小球12的外徑略小于水杯11的內(nèi)徑。

進一步地，配備多個磁性相同或不同，質量相等或不等的球形強磁體6，可改變鐵球7運動的半徑；可制作出：向心力運動儀、三球儀、八大行星運動儀；且無需任何宏觀媒介傳輸系統(tǒng)，如鏈條連桿、齒輪、皮帶等宏觀傳動媒介，可建立運動與磁體和磁場的關系，可探究鐵球7繞太陽模型公轉，小球12繞軸自轉的原因。

本發(fā)明的有益效果在于：利用磁力作用來演示圓周運動或橢圓軌道運動，相比以往的實驗模型技術先進，具有新穎性和實用性。