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

背景技術(shù)：

應(yīng)用在科普展示和科普教學(xué)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(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)；在物理教學(xué)中，對于向心力的認(rèn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)，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(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述背景技術(shù)中提出的問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案用來解決現(xiàn)有技術(shù)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(zhuǎn)軸、球形空腔體、強磁體、鐵球、電池、開關(guān)、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(zhuǎn)軸在豎直方向上，所述轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸固定連接，且其重心在轉(zhuǎn)軸處，所述強磁體的N、S極水平放置，其磁軸水平，與轉(zhuǎn)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(yuǎn)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(dāng)打開開關(guān)，電機帶動強磁體轉(zhuǎn)動，強磁體的N、S極繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速器，可調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)動速度，從而改變磁極的旋轉(zhuǎn)速度，可改變鐵球運動的快慢。

進(jìn)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(zhuǎn)，用來演示地球的自轉(zhuǎn)。

進(jìn)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(jìn)一步地，配備多個磁性相同或不同，質(zhì)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(guān)系，可探究鐵球繞太陽模型公轉(zhuǎn)，小球繞軸自轉(zhuǎn)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?zāi)Ｐ图夹g(shù)先進(jìn)，具有新穎性和實用性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，

圖中：1-底座，2-圓盤，3-電機，4-轉(zhuǎn)軸，5-球形空腔體，6-強磁體，7-鐵球，8-電池，9-開關(guān)，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(zhuǎn)軸4，球形空腔體5，強磁體6，鐵球7，電池8，開關(guān)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(zhuǎn)軸4在豎直方向上，所述轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸4固定連接，且其重心在轉(zhuǎn)軸處，所述強磁體6的N、S極水平放置，其磁軸水平，與轉(zhuǎn)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(yuǎn)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(dāng)打開開關(guān)9，電機3帶動強磁體6轉(zhuǎn)動，強磁體6的N、S極繞轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速器10，可調(diào)節(jié)電機3的轉(zhuǎn)動速度，從而改變磁極的旋轉(zhuǎn)速度，可改變鐵球7運動的快慢。

進(jìn)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(zhuǎn)，用來演示地球的自轉(zhuǎn)。

進(jìn)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(jìn)一步地，配備多個磁性相同或不同，質(zhì)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(guān)系，可探究鐵球7繞太陽模型公轉(zhuǎn)，小球12繞軸自轉(zhuǎn)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?zāi)Ｐ图夹g(shù)先進(jìn)，具有新穎性和實用性。