一种向心力验证装置
专利汇可以提供一种向心力验证装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及教学器材领域，具体涉及一种向心 力 验证装置,“ 向心力 ”是现代初物理学科的必修课，在初中便有所涉猎，高中更是要进行深入研究，大学中同样是一个研究重点，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测量得到不同的实验数据，并根据自己测得的实验数据进行计算与验证，本发明公开的一种向心力验证装置具有操作简单、受力分析明晰、测量准确的特点，在课堂上可以做多次试验进行对比验证，使学生更快的了解和掌握向心力相关的重点与难点，为后期的深入研究打下坚实 基础 。，下面是一种向心力验证装置专利的具体信息内容。
1.一种向心力验证装置，其特征在于，包括电机（1）、托盘（2）、旋转臂（3）、装载小车（4）和弹簧测力计（5），所述电机（1）为直立的步进电机，电机（1）上方水平设置有托盘（2），所述托盘（2）为圆盘体，托盘（2）的上表面设置有刻度尺（22）；托盘（2）边缘设置有悬臂（21），所述悬臂（21）为“┌”字形杆体，悬臂（21）的底端垂直固定在托盘（2）上表面的边缘上、顶端位于托盘（2）中心的正上方，所述弹簧测力计（5）固定在悬臂的顶端，弹簧测力计（5）垂直于托盘（2）上表面，弹簧测力计（5）的挂钩上连接刚性绳（51）；呈水平状的所述旋转臂（3）固定安装于电机（1）的输出轴端面上，旋转臂（3）底面平行于托盘（2）上表面，旋转臂（3）包括配重（31）、轨道（33）和滑轮（32），所述轨道（33）为长方形槽体，轨道（33）内截面为“凸”字形，轨道（33）底面沿长度方向设置有长条形槽口，轨道（33）的顶面设置有滑轮（32），滑轮（32）与弹簧测力计（5）自带的弹簧的螺旋中心线相切；所述装载小车（4）是水平状的截面为“凸”字形的柱体，装载小车（4）的底面宽度大于顶面宽度，装载小车（4）的底面与两个侧面上设置有滚轮（44），其中底面上设置有四个滚轮（44）、两个侧面上各设置有两个滚轮（44），装载小车（4）顶面上设置有圆柱形砝码孔（42）和长方形干电池孔（41），所述砝码孔（42）和干电池孔（41）均为沉孔，砝码孔（42）位于装载小车（4）重心上，装载小车（4）的尾端设置有连接环（43）、前端安装有开关（46），刚性绳（51）绕过滑轮（32）连接在连接环（43）上，装载小车（4）底面设置有红外线发射器（45），所述红外线发射器（45）与砝码孔（42）同轴所述红外线发射器（45）为圆柱体，红外线发射器（45）垂直于装载小车（4）底面向下，红外线发射器（45）的电源线分别连接干电池和开关（46）；装载小车（4）安装于轨道（33）内，红外线发射器（45）卡入轨道（33）的槽口内。
2.根据权利要求1所述一种向心力验证装置，其特征在于，所述托盘（2）下表面固定在电机（1）的壳体上，电机（1）的输出轴穿过托盘（2）中心的通孔并垂直于托盘（2）上表面向上，电机（1）的输出轴与托盘（2）不接触。
3.根据权利要求1所述一种向心力验证装置，其特征在于，所述配重（31）与轨道（33）分别位于电机（1）的输出轴对侧，装载小车（4）空载位于旋转臂（3）末端，空载状态的装载小车（4）与旋转臂（3）在电机（1）输出轴上的重力力矩等于配重（31）在电机（1）输出轴上的重力力矩。
4.根据权利要求1所述一种向心力验证装置，其特征在于，所述托盘（2）底部设置有控制器和蓄电池，所述控制器包括电源开关（62）与电机（1）调速旋钮（61），电机（1）与控制器均连接到蓄电池上。
5.根据权利要求1所述一种向心力验证装置，其特征在于，所述刻度尺（22）沿托盘（2）半径设置，刻度尺（22）为双层复合层，下层是上表面带有刻度的普通玻璃层，上层是透明的光致变色玻璃层，光致变色玻璃层压在刻度上，刻度尺（22）截面为长方形，刻度尺（22）两侧设置有凹槽，凹槽内设置有连接到控制器的导线，刻度尺（22）上设置有消除器（23），所述消除器（23）包括支架（231）和伴热板（233），所述支架（231）为“ㄇ”形，支架（231）的两个支脚分别卡入刻度尺（22）两侧的凹槽内，支架（231）的横梁下方通过弹簧（232）连接有长方形的伴热板（233），弹簧（232）将伴热板（233）压在刻度尺（22）上表面，支架（231）的两个支脚上设置有导电金属片，导电金属片与导线滑动连接，导电金属片的顶端固定连接在伴热板（233）的两个电极上，所述伴热板（233）为长方形的自控温伴热带。
一种向心力验证装置
技术领域
背景技术
发明内容
托盘边缘设置有悬臂，所述悬臂为“┌”字形杆体，悬臂的底端垂直固定在托盘上表面的边缘上、顶端位于托盘中心的正上方，所述弹簧测力计固定在悬臂的顶端，弹簧测力计垂直于托盘上表面，弹簧测力计的挂钩上连接刚性绳；呈水平状的所述旋转臂固定安装于电机的输出轴端面上，旋转臂底面平行于托盘上表面，旋转臂包括配重、轨道和滑轮，所述轨道为长方形槽体，轨道内截面为“凸”字形，轨道底面沿长度方向设置有长条形槽口，轨道的顶面设置有滑轮，滑轮与弹簧测力计自带的弹簧所在直线相切；所述装载小车是截面为“凸”字形的水平状柱体，装载小车的底面宽度大于顶面宽度，装载小车的底面与两个侧面上设置有滚轮，其中底面上设置有四个滚轮、两个侧面上各设置有两个滚轮，装载小车顶面上设置有圆柱形砝码孔和长方形干电池孔，所述砝码孔和干电池孔均为沉孔，砝码孔位于装载小车重心上，装载小车的尾端设置有连接环、前端安装有开关，刚性绳绕过滑轮连接在连接环上，装载小车底面设置有红外线发射器，所述红外线发射器与砝码孔同轴所述红外线发射器为圆柱体，红外线发射器垂直于装载小车底面向下，红外线发射器的电源线分别连接干电池和开关；装载小车安装于轨道内，红外线发射器卡入轨道的槽口内。
本发明的装载小车的底面与两个侧面上设置有滚轮，其中底面上设置有四个滚轮、两个侧面上各设置有两个滚轮，装载小车安装于轨道内，因为滚轮可以滚动，因此轨道槽仅对小车提供支持力，且竖直方向的支持力与装载小车的重力大小相等，方向相反，水平方向上的支持力在小车随电机输出轴稳定旋转后消失，水平方向上小车与轨道之间无里的作用，因为小车的各个面均为平面，因此受力分析简单明了，减小了装载小车受力分析的难度。
图3是本发明的装载小车主视图；
图4是本发明的装载小车侧视图；
图5是本发明的装载小车俯视图；
图6是图5的A-A向剖视图；
图7是本发明的刻度尺和消除器连接示意图；
图8是本发明的消除器结构示意图；
附图中标号为：1为电机，2为托盘，3为旋转臂，4为装载小车，5为弹簧测力计，6为控制器，7为蓄电池，21为悬臂，22为刻度尺，23为消除器，31为配重，32为滑轮，33为轨道，41为干电池孔，42为砝码孔，43为连接环，44为滚轮，45为红外线发射器，46为开关，51为刚性绳，61为调速旋钮，62为电源开关，231为支架，232为弹簧，233为伴热板。
具体实施方式
33为长方形槽体，轨道33内截面为“凸”字形，轨道33底面沿长度方向设置有长条形槽口，轨道33的顶面设置有滑轮32，滑轮32与弹簧测力计5自带的弹簧所在直线相切；所述装载小车
4是截面为“凸”字形的水平状柱体，装载小车4的底面宽度大于顶面宽度，装载小车4的底面与两个侧面上设置有滚轮44，其中底面上设置有四个滚轮44、两个侧面上各设置有两个滚轮44，装载小车4顶面上设置有圆柱形砝码孔42和长方形干电池孔41，所述砝码孔42和干电池孔41均为沉孔，砝码孔42位于装载小车4重心上，装载小车4的尾端设置有连接环43、前端安装有开关46，刚性绳51绕过滑轮32连接在连接环43上，装载小车4底面设置有红外线发射器45，所述红外线发射器45与砝码孔42同轴所述红外线发射器45为圆柱体，红外线发射器
45垂直于装载小车4底面向下，红外线发射器45的电源线分别连接干电池和开关46；装载小车4安装于轨道33内，红外线发射器45卡入轨道33的槽口，内刻度尺22受到红外线光照变色，与刻度尺22上的刻度相比较后可以轻松读出装载小车4旋转半径，解决了重物旋转因为弹簧测力计5示数而延长的旋转半径问题，测量精准且不需要触碰装置，避免误碰受伤的情况，因为滚轮44可以滚动，因此轨道33槽仅对小车提供支持力，且竖直方向的支持力与装载小车4的重力大小相等，方向相反，水平方向上的支持力在小车随电机1输出轴稳定旋转后消失，水平方向上小车与轨道33之间无里的作用，因为小车的各个面均为平面，因此受力分析简单明了，减小了装载小车4受力分析的难度。
232将伴热板233压在刻度尺22上表面，支架231的两个支脚上设置有导电金属片，导电金属片与导线滑动连接，导电金属片的顶端固定连接在伴热板233的两个电极上，所述伴热板
233为长方形的自控温伴热带，自控温伴热带可以自动调节温度，伴热板233可以加热刻度尺22，快速消除刻度尺22上的变色痕迹，便于快速进行对比实验。
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