各類人造衛星自動旋轉演示教具及其使用方法
【專利摘要】本發明公開了一種各類人造衛星自動旋轉演示教具，包括一個具有底座和立柱的支架，所述立柱的頂端分別設有同心安裝的地球軸、近地衛星軸、同步衛星軸和極地衛星軸；以上軸上分別固定有一個地球儀、一個近地衛星模型、一個同步衛星模型和一個極地衛星模型；所述地球儀的赤道呈豎直，所述近地衛星環、同步衛星環和極地衛星環同心豎直分布并分別和地球儀的赤道同心。本演示教具，其使用方法分為以調節準備和演示二個步驟；采用了本發明的演示教具及其使用方法，通過不同轉速的電機來帶動近地、同步、極地衛星環，使固定在其上的近地、同步、極地衛星模型繞地球儀轉動，直觀的演示了各種人造衛星繞地球運行時的速度，使學生更易于理解與記憶。
【專利說明】
各類人造衛星自動旋轉演示教具及其使用方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種教具，具體的說是涉及一種高中物理課程中的各種人造衛星如何繞地球進行運動的演示教具及其使用方法。
【背景技術】
[0002]高中物理必修理2中萬有引力與航天的衛星問題讓好多學生感到困惑，原因之一是衛星種類多，有近地衛星、極地衛星、同步衛星，既要掌握各衛星的運動規律并且還要和地面上物體進行比較，尤其是近地衛星與地球表面物體運動規律的差異更是學生理解上的難點。原因之二是教師對衛星規律的講解停留在理論上，沒有現成的教具幫助學生理解，學生只能通過理論推理了解衛星運動規律，學生不易撐握，且容易遺忘。
【發明內容】
[0003]為克服上述缺陷，本發明旨在提供一種能讓學生在理論基礎上對衛星運動有直觀的認識，便于學生理解，使學生留下深刻印象，產生長久記憶衛星運動軌跡演示教具及其使用方法。
[0004]為達到上述目的，本發明采用的技術方案為:各類人造衛星自動旋轉演示教具，包括一個支架，所述支架包括一個底座和一根豎直向上的立柱，所述立柱的頂端分別設有同心安裝的地球軸、近地衛星軸和同步衛星軸，所述地球軸、近地衛星軸和同步衛星軸分別通過同步帶與地球電機、近地衛星電機和同步衛星電機傳動連接;所述地球軸上固定有一個地球儀，所述近地衛星軸上通過一個近地衛星環固定有一個近地衛星模型，所述同步衛星軸上通過一個同步衛星步衛星環固定有一個同步衛星模型；所述底座上還設有一個旋轉板，所述旋轉板上傳動連接有一個極地衛星環，所述極地衛星環上固定有一個極地衛星模型;所述地球儀的赤道呈豎直，所述近地衛星環、同步衛星環和極地衛星環同心豎直分布并分別和地球儀的赤道同心。
[0005]所述底座上還設有一個極地衛星電機，所述極地衛星電機與極地衛星環傳動連接。
[0006]所述地球儀的赤道上還固定有一個人模。
[0007]采用了本發明的各類人造衛星自動旋轉演示教具及其使用方法，通過不同轉速的電機來帶動近地、同步、極地衛星環，使固定在其上的近地、同步、極地衛星模型繞地球儀轉動，直觀的演示了各種人造衛星繞地球運行時的速度，使學生更易于理解與記憶。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明的結構示意圖；
[0009]圖2是本發明的另一種實施例結構示意圖。
[0010]圖中:2-地球軸，3-近地衛星軸，4-同步衛星軸，5-地球電機，6-近地衛星電機，7_同步衛星電機，8-地球儀，9-近地衛星模型，10-同步衛星模型，11-底座，12-立柱，13-近地衛星環，14-同步衛星環，15-極地衛星環，16-極地衛星模型，17-旋轉板，18-極地衛星電機，19-人模。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示，本發明公開了各類人造衛星自動旋轉演示教具，包括一個支架，所述支架包括一個底座11和一根豎直向上的立柱12，其創新點主要在于所述立柱12的頂端分別設有同心安裝的地球軸2、近地衛星軸3和同步衛星軸4，所述地球軸2、近地衛星軸3和同步衛星軸4分別通過同步帶與地球電機5、近地衛星電機6和同步衛星電機7傳動連接;所述地球軸2上固定有一個地球儀8，所述近地衛星軸3上通過一個近地衛星環13固定有一個近地衛星模型9，所述同步衛星軸4上通過一個同步衛星環14固定有一個同步衛星模型10;所述底座11上還設有一個旋轉板17，所述旋轉板17上傳動連接有一個極地衛星環15，所述極地衛星環15上固定有一個極地衛星模型16;所述地球儀8的赤道呈豎直，所述近地衛星環13、同步衛星環14和極地衛星環15同心豎直分布并分別和地球儀8的赤道同心。
[0012]如圖2所示，所述底座11上還設有一個極地衛星電機18，所述極地衛星電機18與極地衛星環15傳動連接。通常，在極地衛星環15與極地衛星電機18通過齒輪齒條的方式進行傳動。
[0013]綜上所述，以地球儀8為中心，從內到外分別為近地衛星模型9、同步衛星模型10和極地衛星模型16。
[0014]當地球電機5啟動時，帶動地球軸2轉動的同時使地球儀8也轉動，同理，當近地衛星電機6啟動時，帶動近地衛星軸3轉動的同時，使近地衛星環14以及固定在其上的近地衛星模型9繞地球儀8轉動；同步衛星電機7啟動時，帶動同步衛星軸4轉動的同時，使同步衛星環14以及固定在其上的同步衛星模型10繞地球儀轉動;所述極地衛星電機18啟動時，帶動極地衛星環15以及固定在其上的極地衛星模型16繞地球儀8轉動，所述地球電機5、近地衛星電機6、同步衛星電機7和極地衛星電機18可以為步進電機，并與一個控制中心控制連接。
[0015]所述地球儀8的赤道上還可以固定有一個人模19。
[0016]實施例一:
[0017]如圖1所示，本發明所述的各類人造衛星自動旋轉演示教具，其使用方法分為以步驟:
[0018]步驟一:準備，通過控制器分別調節地球電機5、近地衛星電機6和同步衛星電機7的轉速，使近地衛星環13的轉速大于地球儀8的轉速，同步衛星環14的轉速與地球儀8的轉速一樣，同時，把同步衛星模型10調整到人模19的正上方，把近地衛星模型9與極地衛星模型16調整到同步衛星模型10的位置；
[0019]步驟二:演示，同時啟動地球電機5、近地衛星電機6和同步衛星電機7，此時，地球儀8以一定的轉速繞地球軸2轉動，同時，近地衛星模型9以快于地球儀8的線速度繞地球儀8轉動，同步衛星模型1以與地球儀8相同的線速度和地球儀8同點轉動，教師以手工的方法把極地衛星模型16沿極地衛星環15以低于同步衛星模型10的線速度同向移動。
[0020]實施例二:
[0021]如圖2所示，本發明所述的各類人造衛星自動旋轉演示教具，其使用方法分為以下步驟:
[0022]步驟一:準備，通過控制器分別調節地球電機5、近地衛星電機6、同步衛星電機7和極地衛星電機18的轉速，使近地衛星環13的轉速大于地球儀8的轉速，同步衛星環14的轉速與地球儀8的轉速一樣，極地衛星環15的轉速小于地球儀8的轉速，同時，把同步衛星模型10調整到人模19的正上方，把近地衛星模型9與極地衛星模型16調整到同步衛星模型10的位置；
[0023]步驟二:演示，同時啟動地球電機5、近地衛星電機6、同步衛星電機7和極地衛星電機18，此時，地球儀8以一定的轉速繞地球軸2轉動，同時，近地衛星模型9以快于地球儀8的線速度繞地球儀8轉動，同步衛星模型1以與地球儀8相同的線速度和地球儀8同點轉動，極地衛星模型16以低于地球儀8的線速度繞地球儀轉動。
[0024]通過本發明的各類人造衛星自動旋轉演示教具以及使用方法，讓學生在理論基礎上對衛星運動有直觀的認識，便于學生理解，使學生留下深刻印象，產生長久記憶。演示教具在與地球儀8赤道共面的情況下設制了一顆近地衛星模型9、一顆同步衛星模型10和一顆極地衛星模型16，能動態演示地球的自轉和衛星的運動。可以比較的規律有衛星半徑越大，線速度越小;地球表面物體和近地衛星的規律;地球表面物體和同步衛星的規律。演示教具的最外圈設計了一個軌道平面可以旋轉的衛星，從而使衛星的類型更全面，并通過演示能輕松說明同步衛星的軌道必須與赤道面共面。通過該演示教具能輕松展示與衛星有關的各類問題，使一個教學難點在輕松有趣的演示過程中被學生理解和撐握，發揮教具的強大功會K。
【主權項】
1.一種各類人造衛星自動旋轉演示教具，包括一個支架，所述支架包括一個底座(11)和一根豎直向上的立柱(12)，其特征在于所述立柱(12)的頂端分別設有同心安裝的地球軸(2)、近地衛星軸(3)和同步衛星軸(4)，所述地球軸(2)、近地衛星軸(3)和同步衛星軸(4)分別通過同步帶與地球電機(5)、近地衛星電機(6)和同步衛星電機(7)傳動連接;所述地球軸(2)上固定有一個地球儀(8)，所述近地衛星軸(3)上通過一個近地衛星環(13)固定有一個近地衛星模型(9)，所述同步衛星軸(4)上通過一個同步衛星環(14)固定有一個同步衛星模型(10);所述底座(11)上還設有一個旋轉板(17)，所述旋轉板(17)上傳動連接有一個極地衛星環(15)，旋轉板17同時具有對極地衛星環15進行定位的作用，所述極地衛星環(15)上固定有一個極地衛星模型(16);所述地球儀(8)的赤道呈豎直，所述近地衛星環(I3)、同步衛星環(14)和極地衛星環(15)同心豎直分布并分別和地球儀(8)的赤道同心。2.根據權利要求1所述的各類人造衛星自動旋轉演示教具，其特征在于所述底座(11)上還設有一個極地衛星電機(18)，所述極地衛星電機(18)與極地衛星環(15)傳動連接。3.根據權利要求2所述的各類人造衛星自動旋轉演示教具，其特征在于所述地球儀(8)的赤道上還固定有一個人模(19)。4.根據權利要求3所述的各類人造衛星自動旋轉演示教具，其使用方法分為以下步驟: 步驟一:準備，通過控制器分別調節地球電機(5)、近地衛星電機(6)、同步衛星電機(7)和極地衛星電機(18)的轉速，使近地衛星環(13)的轉速大于地球儀(8)的轉速，同步衛星環(14)的轉速與地球儀(8)的轉速一樣，極地衛星環(15)的轉速小于地球儀(8)的轉速，同時，把同步衛星模型(10)調整到人模(19)的正上方，把近地衛星模型(9)與極地衛星模型(16)調整到同步衛星模型(10)的位置； 步驟二:演示，同時啟動地球電機(5)、近地衛星電機(6)、同步衛星電機(7)和極地衛星電機(18)，或用手工的方法把極地衛星模型(16)沿極地衛星環(15)以低于同步衛星模型(10)的線速度同向移動。
【文檔編號】G09B27/02GK105931562SQ201610482358
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月22日
【發明人】王舒琴
【申請人】王舒琴