蓝 荣

(柳州高级中学，广西 柳州 545006)

向心力是人教版教材必修2第5章曲线运动第6节课的内容[1]. 教材中对向心力知识的处理首先通过速度的矢量图求出向心加速度，接着通过牛顿第二定律推导出向心力的表达式，这对学生的数学要求比较高，很多学生处于一知半解的状态. 在实际教学中所采用的向心力演示仪J2130其结构设计存在缺陷，误差很大，且其演示作用主要还是以定性研究为主，说服力不强. 文献[2]对向心力探究演示仪进行了改进,在一定程度上实现了定性分析，但其数据传输为有线传输. 为此笔者设计了基于蓝牙技术的向心力探究演示仪，该仪器能够准确测出小球做圆周运动的向心力、圆周半径及角速度，以很小的误差实现了定量测量.

1 系统设计

基于蓝牙技术的向心力探究演示仪由数据采集发射器和电机控制及数据接收显示2部分组成. 数据采集发射器系统如图1所示，包含Arduino mini、位移传感器、力学传感器和蓝牙模块组成. 传感器采集小球做圆周运动的向心力、半径等数据之后由Arduino通过蓝牙模块依次将数据发送到数据接收部分并显示出来. 电机控制及数据接收显示部分如图2所示，由Arduino UNO、LED数码显示模块、步进电机驱动模块及蓝牙模块组成. 该部分有2个功能，其中一个功能是通过蓝牙模块接收并显示发射器的数据，另外一个功能是精确调节小球做圆周运动的转速.

图1 数据采集发射器原理图

图2 电机控制及数据接收原……