本實用新型涉及離心軌道結構改進技術領域，尤其是一種可調的離心軌道。

背景技術：

離心軌道是研究機械能守恒和向心力效果的一套實驗器材，其結構是：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，在圓周軌道段前側和后側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，當滿足一定條件后，鋼球可以先經(jīng)過圓周軌道段的最低點至圓周軌道段的最高點，最后回到圓周軌道段最低點并沿著上升軌道段運動到最高點2的阻擋框1處，學生可以觀察鋼球在下滑軌道段的不同位置時，其運動的整個狀態(tài)。在實際使用中發(fā)現(xiàn)，上述結構較為簡單，無法直觀的讓學生掌握鋼球能夠通過圓周軌道段最高點的條件，而且鋼球在圓周軌道段的最高點和最低點時的受力情況也無法直接檢測出來，而且學生的參與感不強，不利于提高教學的效果。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供顯示直觀并可由學生預設多種條件的一種可調的離心軌道。

本實用新型采取的技術方案是：

一種可調的離心軌道，包括下滑軌道段、圓周軌道段、上升軌道段和底座，底座上設置圓周軌道段，圓周軌道段位于前側和后側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的最低點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設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置一橫向滑軌，該滑軌兩端固定在底座上間隔設置的兩個固定座上，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尺。

本實用新型的優(yōu)點和積極效果是：

本實用新型中，滑塊沿著滑軌橫向滑動，標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系可以判斷出鋼球是否能夠通過圓周軌道段最高點，學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)，由其進行模擬計算，計算出鋼球能否通過最高點以及鋼球位于圓周軌道段最高點和最低點的瞬時受力情況，然后學生將標尺推到合適的位置，再將鋼球放在下滑軌道段與標尺相交的位置處松手，通過鋼球的實際運動來檢測是否能夠通過最高點以及最高點和最低點處的受力情況，使學生能夠將理論和實踐有機的結合起來，更利于其掌握知識點和計算公式，提高教學效果。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是圖1的原理圖。

具體實施方式

下面結合實施例，對本實用新型進一步說明，下述實施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實施例來限定本實用新型的保護范圍。

一種可調的離心軌道，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，底座上設置圓周軌道段，圓周軌道段位于前側和后側的兩個端部分別一體連接下滑軌道段和上升軌道段，本實用新型的創(chuàng)新在于：在圓周軌道段的最高點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的最低點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殼體18內(nèi)設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。

本實施例中，圓周軌道段具有前側和后側的兩個端部，圖中位于后側的端部與下滑軌道段下端一體連接，圖中位于前側的端部與上升軌道段下端一體連接，該兩處旁側的圓周軌道段具有兩個最低點，此處只在于下滑軌道段連接處旁側的最低點處設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動模塊連接所述顯示屏。

所述下滑軌道段下方的底座上設置一橫向滑軌10，該滑軌兩端固定在底座上間隔設置的兩個固定座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尺11，標尺位于下滑軌道段后側，為了保證其測量準確，在滑塊上安裝一用于將滑塊固定在滑軌某處的頂絲13。

本實用新型使用時：

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

設m為鋼球質量，圓周軌道段的半徑為R，鋼球在最高點的速度為v，則

(1-牛頓第二定律)

(2-機械能守恒分析)

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系)

當鋼球不會離開最高點。當時，鋼球在中途就要離開軌道而落下。

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

學生將標尺推到合適的位置，再將鋼球放在下滑軌道段與標尺相交的位置處松手，通過鋼球的實際運動來檢測是否能夠通過最高點以及最高點和最低點處的受力情況。

本實用新型中，滑塊沿著滑軌橫向滑動，標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系可以判斷出鋼球是否能夠通過圓周軌道段最高點，使學生能夠將理論和實踐有機的結合起來，更利于其掌握知識點和計算公式，提高教學效果。