圓周運動加速度綜合演示儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及圓周運動教學演示設備領域，尤其涉及一種圓周運動加速度綜合演示儀。
【背景技術】
[0002 ]圓周運動中法向加速度和切向加速度受轉向、轉速、旋轉半徑等諸多參量影響。切向加速度中有正負加速度之分，它與轉動方向、角速度的增加及減少有關系。法向加速度和切向加速度都與旋轉半徑成正比。法向加速度和角速度有關，切向加速度和角加速度有關?，F(xiàn)有用以演示圓周運動加速度的演示裝置一般為繞一點做圓周運動的球，通過觀察球的圓周運動軌跡，來理解學習圓周運動的物體的圓周運動加速度。但是，該類方法無法將法向加速度和切向加速度分開演示。
[0003]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關行業(yè)的經驗與實踐，提出一種圓周運動加速度綜合演示儀，以實現(xiàn)圓周運動中法向加速度和切向加速度的分別演示。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種圓周運動加速度綜合演示儀，能夠生動而直觀地將法向加速度和切向加速度完全分開演示，使得學生能夠更好地理解圓周運動的加速度。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種圓周運動加速度綜合演示儀，所述圓周運動加速度綜合演示儀包括一旋轉驅動裝置，所述旋轉驅動裝置上方設置有一能旋轉的圓盤，所述圓盤上設置有沿周向設置的用來演示切向加速度的圓弧演示管，所述圓盤上還設置有沿徑向設置的用來演示法向加速度的徑向演示管，所述圓弧演示管中設置有多個圓弧管運動小球，所述徑向演示管中設置有多個徑向管運動小球。
[0006]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述圓弧演示管至少包括設置在第一半徑處的第一圓弧演示管，所述第一圓弧演示管中設置的多個所述圓弧管運動小球構成第一小球組；所述第一圓弧演示管包括沿周向設置的曲率半徑為所述第一半徑的水平的第一弧形管，所述第一弧形管的兩端分別圓弧過渡地連接有豎直設置的開口向上的第一立管和第二立管，所述第一立管、所述第一弧形管和所述第二立管的內腔形成供所述第一小球組運動的第一運動空間。
[0007]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述圓弧演示管還包括設置在第二半徑處的第二圓弧演示管，所述第二圓弧演示管中設置的多個所述圓弧管運動小球構成第二小球組，所述第二圓弧演示管包括沿周向設置的曲率半徑為所述第二半徑的水平的第二弧形管，所述第二弧形管的兩端分別圓弧過渡地連接有豎直設置的開口向上的第三立管和第四立管，所述第三立管、所述第二弧形管和所述第四立管的內腔形成供所述第二小球組運動的第二運動空間。
[0008]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述徑向演示管至少包括沿徑向設置的第一徑向演示管，所述第一徑向演示管中設置的多個徑向管運動小球構成第三小球組，所述第一徑向演示管包括一端封閉的沿徑向水平設置的第一直管，所述第一直管位于第三半徑處的徑向外端圓弧過渡地連接有豎直設置的開口向上的第五立管，所述第一直管和所述第五立管的內腔形成供所述第三小球組運動的第三運動空間。
[0009]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述徑向演示管還包括第二徑向演示管，所述第二徑向演示管中設置的多個徑向管運動小球構成第四小球組，所述第二徑向演示管包括一端封閉的沿徑向水平設置的第二直管，所述第二直管位于第四半徑處的徑向外端圓弧過渡地連接有豎直設置的開口向上的第六立管，所述第二直管和所述第六立管的內腔形成供所述第四小球組運動的第四運動空間。
[0010]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述旋轉驅動裝置包括一控制箱，所述控制箱內固定設置有電機，所述電機的傳動軸穿過所述控制箱的頂板連接于所述圓盤的底部中心。
[0011]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述圓盤的底部中心處設置有一固定塊，所述固定塊與所述傳動軸連接，所述頂板的一側能轉動地連接有一制動桿的一端，所述制動桿的另一端能夠水平轉動、且能與所述固定塊接觸。
[0012]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述控制箱上設置有控制所述電機轉速的調速器。
[0013]由上所述，本發(fā)明的圓周運動加速度綜合演示儀，在圓盤上沿周向設置圓弧演示管和沿徑向設置徑向演示管，通過圓弧演示管和徑向演示管中的小球的運動狀態(tài)來體現(xiàn)圓周運動的切向加速度和法向加速度；同時通過在圓盤不同半徑處設置的演示管來演示隨旋轉半徑、角速度、角加速度、旋轉方向、啟動和制動過程對切向加速度和法向加速度的影響，使得學習者能夠很好地理解切向加速度和法向加速度的產生原因及區(qū)別點，以及相關參數對二者的影響，在教學中起到立竿見影的效果。
【附圖說明】
[0014]以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中:
[0015]圖1:為本發(fā)明的圓周運動加速度綜合演示儀的結構示意俯視圖。
[0016]圖2:為本發(fā)明的圓周運動加速度綜合演示儀的結構示意主視圖。
[0017]圖3:為本發(fā)明的圓周運動加速度綜合演示儀使用狀態(tài)示意圖。
[0018]圖中:1、旋轉驅動裝置；11、控制箱；111、頂板；12、電機；121、傳動軸；13、制動桿；14、調速器;2、圓盤;21、固定塊;3、圓弧演示管;31、第一圓弧演示管;311、第一弧形管;312、第一立管；313、第二立管;32、第二圓弧演示管；321、第二弧形管；322、第三立管；323、第四立管;4、徑向演示管;41、第一徑向演示管;411、第一直管;412、第五立管;42、第二徑向演示管;421、第二直管;422、第六立管;51、第一小球組;52、第二小球組;53、第三小球組;54、第四小球組;100、圓周運動加速度綜合演示儀。
【具體實施方式】
[0019]為了對本發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0020]如圖1、圖2所示，本發(fā)明的圓周運動加速度綜合演示儀100，包括底部設置的旋轉驅動裝置1，旋轉驅動裝置1上方設置有一能旋轉的圓盤2，圓盤2上設置有沿周向設置的用來演示切向加速度的圓弧演示管3，圓盤2上還設置有沿徑向設置的用來演示法向加速度的徑向演示管4，圓弧演示管3中設置有多個圓弧管運動小球，徑向演示管4中設置有多個徑向管運動小球。在本實施方式中，圓弧演示管3、徑向演示管4通過管夾(現(xiàn)有技術，不再贅述)固定于圓盤2上。
[0021 ]進一步，如圖1、圖2所示，圓弧演示管3至少包括設置在第一半徑R1處的第一圓弧演示管31，第一圓弧演示管31中設置的多個圓弧管運動小球構成第一小球組51;第一圓弧演示管31包括沿周向設置的水平的第一弧形管311，第一弧形管311的曲率半徑為R1，第一弧形管311的兩端分別圓弧過渡地連接有豎直設置的開口向上的第一立管312和第二立管313，第一圓弧演示管31、第一立管312和第二立管313均由透明材質制成，如圖2所示第一圓弧演示管31側視呈U型管狀，第一立管312、第一弧形管311和第二立管313的內腔形成供第一小球組51運動的第一運動空間。在本實施方式中，第一立管312、第二立管313沿圖示中的順時針方向依次設置。為了更加鮮明地演示第一小球組51的運動，在本實施方式中，第一小球組51靠近第一立管312—側的一半為綠色(在一具體實施例中，為綠色玻璃小球)，第一小球組51靠近第二立管313—側的一半為紅色(在一具體實施例中，為紅色玻璃小球)。第一圓弧演示管31用來演示在旋轉的圓盤2上第一半徑R1處的切向加速度，第一小球組51的運動方向體現(xiàn)出第一半徑R1處的切向加速度的正負(根據圓周運動的特性，切向加速度與角加速度有關，切向加速度的正負體現(xiàn)了角加速度的正負)，圓盤2順時針轉動時，當第一半徑R1處的切向加速度為正時，第一小球組51向第一立管312中運動，綠色的圓弧管運動小球運動