本實(shí)用新型涉及離心軌道結(jié)構(gòu)改進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種可調(diào)的離心軌道。

背景技術(shù)：

離心軌道是研究機(jī)械能守恒和向心力效果的一套實(shí)驗(yàn)器材，其結(jié)構(gòu)是：包括下滑軌道段9、圓周軌道段5、上升軌道段4和底座15，底座上制出安裝座16，安裝座上端嵌裝圓周軌道段，在圓周軌道段前側(cè)和后側(cè)的兩個端部分別一體連接下滑軌道段和上升軌道段。使用時，將鋼球7放在下滑軌道段上，松開手，使鋼球以初速度為零的狀態(tài)開始下滑，當(dāng)滿足一定條件后，鋼球可以先經(jīng)過圓周軌道段的最低點(diǎn)至圓周軌道段的最高點(diǎn)，最后回到圓周軌道段最低點(diǎn)并沿著上升軌道段運(yùn)動到最高點(diǎn)2的阻擋框1處，學(xué)生可以觀察鋼球在下滑軌道段的不同位置時，其運(yùn)動的整個狀態(tài)。在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，上述結(jié)構(gòu)較為簡單，無法直觀的讓學(xué)生掌握鋼球能夠通過圓周軌道段最高點(diǎn)的條件，而且鋼球在圓周軌道段的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時的受力情況也無法直接檢測出來，而且學(xué)生的參與感不強(qiáng)，不利于提高教學(xué)的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供顯示直觀并可由學(xué)生預(yù)設(shè)多種條件的一種可調(diào)的離心軌道。

本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：

一種可調(diào)的離心軌道，包括下滑軌道段、圓周軌道段、上升軌道段和底座，底座上設(shè)置圓周軌道段，圓周軌道段位于前側(cè)和后側(cè)的兩個端部分別一體連接下滑軌道段和上升軌道段，其特征在于：在圓周軌道段的最高點(diǎn)處嵌裝一上壓力傳感器，在圓周軌道段與下滑軌道段連接處旁側(cè)的最低點(diǎn)處嵌裝一下壓力傳感器，所述上壓力傳感器和下壓力傳感器的輸出端連接底座一側(cè)設(shè)置的中央控制模塊的輸入輸出接口，該中央控制模塊連接一輸入鍵盤模塊和一顯示屏。

而且，所述中央控制模塊通過一顯示驅(qū)動模塊連接所述顯示屏。

而且，所述下滑軌道段下方的底座上設(shè)置一橫向滑軌，該滑軌兩端固定在底座上間隔設(shè)置的兩個固定座上，在滑軌上橫向滑動安裝一滑塊，該滑塊上端面豎直安裝一標(biāo)尺。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

本實(shí)用新型中，滑塊沿著滑軌橫向滑動，標(biāo)尺可以測量出鋼球在下滑軌道段的豎直高度，而圓周軌道段的直徑已知，根據(jù)豎直高度和直徑之間的比例關(guān)系可以判斷出鋼球是否能夠通過圓周軌道段最高點(diǎn)，學(xué)生可以通過輸入鍵盤模塊將豎直高度輸入中央控制模塊內(nèi)，由其進(jìn)行模擬計算，計算出鋼球能否通過最高點(diǎn)以及鋼球位于圓周軌道段最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的瞬時受力情況，然后學(xué)生將標(biāo)尺推到合適的位置，再將鋼球放在下滑軌道段與標(biāo)尺相交的位置處松手，通過鋼球的實(shí)際運(yùn)動來檢測是否能夠通過最高點(diǎn)以及最高點(diǎn)和最低點(diǎn)處的受力情況，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚摵蛯?shí)踐有機(jī)的結(jié)合起來，更利于其掌握知識點(diǎn)和計算公式，提高教學(xué)效果。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明，下述實(shí)施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

一種可調(diào)的離心軌道，如圖1、2所示，包括下滑軌道段9、圓周軌道段5、上升軌道段4和底座15，底座上設(shè)置圓周軌道段，圓周軌道段位于前側(cè)和后側(cè)的兩個端部分別一體連接下滑軌道段和上升軌道段，本實(shí)用新型的創(chuàng)新在于：在圓周軌道段的最高點(diǎn)處嵌裝一上壓力傳感器6，在圓周軌道段與下滑軌道段連接處旁側(cè)的最低點(diǎn)處嵌裝一下壓力傳感器8，所述上壓力傳感器和下壓力傳感器的輸出端連接底座一側(cè)殼體18內(nèi)設(shè)置的中央控制模塊的輸入輸出接口，該中央控制模塊連接一輸入鍵盤模塊17和一顯示屏3。

本實(shí)施例中，圓周軌道段具有前側(cè)和后側(cè)的兩個端部，圖中位于后側(cè)的端部與下滑軌道段下端一體連接，圖中位于前側(cè)的端部與上升軌道段下端一體連接，該兩處旁側(cè)的圓周軌道段具有兩個最低點(diǎn)，此處只在于下滑軌道段連接處旁側(cè)的最低點(diǎn)處設(shè)置下壓力傳感器就可以了。所述中央控制模塊通過一顯示驅(qū)動模塊連接所述顯示屏。

所述下滑軌道段下方的底座上設(shè)置一橫向滑軌10，該滑軌兩端固定在底座上間隔設(shè)置的兩個固定座14上，在滑軌上橫向滑動安裝一滑塊12，該滑塊上端面豎直安裝一標(biāo)尺11，標(biāo)尺位于下滑軌道段后側(cè)，為了保證其測量準(zhǔn)確，在滑塊上安裝一用于將滑塊固定在滑軌某處的頂絲13。

本實(shí)用新型使用時：

判斷鋼球能否通過圓周軌道段最高點(diǎn)的關(guān)鍵是鋼球位于最高點(diǎn)時，其受到的重力不大于鋼球在最高點(diǎn)時的向心力，具體公式是：

設(shè)m為鋼球質(zhì)量，圓周軌道段的半徑為R，鋼球在最高點(diǎn)的速度為v，則

(1-牛頓第二定律)

(2-機(jī)械能守恒分析)

由式(1)和式(2)得到：

(3-鋼球初始豎直高度與圓周軌道段半徑的關(guān)系)

當(dāng)鋼球不會離開最高點(diǎn)。當(dāng)時，鋼球在中途就要離開軌道而落下。

學(xué)生通過輸入鍵盤模塊將鋼球處于的下滑軌道段處對應(yīng)的標(biāo)尺的豎直高度輸入中央控制模塊內(nèi)，由其進(jìn)行模擬計算，計算出鋼球7能否通過最高點(diǎn)以及鋼球位于圓周軌道段最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的瞬時受力情況，該計算過程設(shè)計的公式和結(jié)果均在顯示屏上顯示出來；

學(xué)生將標(biāo)尺推到合適的位置，再將鋼球放在下滑軌道段與標(biāo)尺相交的位置處松手，通過鋼球的實(shí)際運(yùn)動來檢測是否能夠通過最高點(diǎn)以及最高點(diǎn)和最低點(diǎn)處的受力情況。

本實(shí)用新型中，滑塊沿著滑軌橫向滑動，標(biāo)尺可以測量出鋼球在下滑軌道段的豎直高度，而圓周軌道段的直徑已知，根據(jù)豎直高度和直徑之間的比例關(guān)系可以判斷出鋼球是否能夠通過圓周軌道段最高點(diǎn)，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚摵蛯?shí)踐有機(jī)的結(jié)合起來，更利于其掌握知識點(diǎn)和計算公式，提高教學(xué)效果。