本發(fā)明涉及計算機編程領域,涉及物理三大宇宙速度曲線軌道領域。
背景技術(shù):
物理是一門基于實驗的自然科學。中國將成航天強國。航空航天、三大宇宙速度是樹立學生遠大理想的重要學習內(nèi)容。飛行器按不同的速度沿不同的數(shù)學曲線飛行,成為人造衛(wèi)星、宇宙飛船、人造行星。迫切需要模擬實驗來動態(tài)顯示飛行器飛行狀態(tài),尤其需要智能顯示飛行器隨著速度變化在不同軌道飛行的狀態(tài),需要一種依托信息技術(shù)的三大宇宙速度學習用具,但至今未見相關(guān)學習用具、教具和專利問世。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明正是為上述需要而發(fā)明的一種依托信息技術(shù)的三大宇宙速度學習用具,其特征在于由以下部件構(gòu)成:基板(1),有一組LED圍成圓(2)固定在基板上象征地球,有一組LED沿拋物線固定于基板上(3),(2)周邊有一圈LED沿圓周固定在基板上(4),(2)周邊有一圈LED沿橢圓固定在基板上(5),(2)周邊有一圈LED沿更扁長的橢圓固定在基板上(6),有LED(7)象征月球固定在基板上,(7)周邊有一小圈LED沿小圓固定在基板上(8),有一組LED沿雙曲線固定于基板上(9),有一組LED沿雙曲線固定于基板上(10),(11)為單片機固定在基板上,(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18)為子程序芯片。
每一塊子程序芯片分別控制一條曲線上的LED,使這條曲線上的LED按一定的程序發(fā)光,形成流水燈,使流水燈呈現(xiàn)曲線狀并顯示方向,象征發(fā)射的炮彈、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、常娥奔月、月球衛(wèi)星、人造行星(飛向火星的飛行器)、飛出太陽系的人造飛行器的飛行軌跡曲線和飛行方向。
單片機分別控制各子程序芯片,按設定程序執(zhí)行。
附圖說明
圖1、本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2、本發(fā)明一塊子程序芯片和一條對應曲線上的一組LED連接電路圖。(20)……(25)……為一組LED,(19)為電阻。
每一條曲線都由類似的一組LED和一塊子程序芯片形成流水燈。電阻(19)選擇的阻值不同,電阻越小,流水燈流動速度越大,象征飛行器飛行速度越快。
具體實施方式
制作和安裝以下部件:基板(1),有一組LED圍成圓(2)固定在基板上象征地球,有一組LED沿拋物線固定于基板上(3),(2)周邊有一圈LED沿圓周固定在基板上(4),(2)周邊有一圈LED沿橢圓固定在基板上(5),(2)周邊有一圈LED沿更扁長的橢圓固定在基板上(6),有LED(7)象征月球固定在基板上,(7)周邊有一小圈LED沿小圓固定在基板上(8),有一組LED沿雙曲線固定于基板上(9),有一組LED沿雙曲線固定于基板上(10),(11)為單片機固定在基板上,(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18)為子程序芯片。
每一塊子程序芯片分別控制一條曲線上的LED,使這條曲線上的LED按一定的程序發(fā)光,形成流水燈,使流水燈呈現(xiàn)曲線狀并顯示方向,象征發(fā)射的炮彈、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、常娥奔月、月球衛(wèi)星、人造行星(飛向火星的飛行器)、飛出太陽系的人造飛行器的飛行軌跡曲線和飛行方向。
單片機分別控制各子程序芯片按設定程序執(zhí)行。
圍成圓的一組LED并聯(lián),在單片機控制下同時發(fā)光,象征地球;象征月球的LED呈點光源狀。
沿其他曲線安裝的LED按電路圖(即圖2)安裝,形成多組流水燈,象征飛行器軌跡。
在單片機智能控制下,象征地球的一圈LED首先發(fā)光。
在單片機控制下,沿拋物線的LED接著發(fā)光:按拋物線軌跡的流水燈象征發(fā)射的炮彈軌跡。因速度小發(fā)射出去,還得落到地面。電路中電阻(19)阻值較大,流水燈流速小。
在單片機控制下,接著圓形軌跡的流水燈發(fā)光:圓形軌跡流水燈象征當飛行器達到第一宇宙速度即7.9千米/秒(稱環(huán)繞速度)時,飛行器將不再落回地面,將環(huán)繞地球做圓周運動。並且流水燈顯示自西向東流動,象征飛行器向東發(fā)射可以借地球自轉(zhuǎn)的速度(地球表面相對地心有自西向東速度)。
在單片機控制下,依次是橢圓軌道的流水燈發(fā)光:當飛行器速度增大到大于7.9千米/秒時,橢圓形流水燈顯示飛行器軌跡是橢圓,地球球心是橢圓的一個焦點。
在單片機控制下接著更扁長橢圓軌道的流水燈發(fā)光:當飛行器速度繼續(xù)增大,橢圓將更扁更長,象征飛行器將飛得更高、更遠,飛行器有爭脫地球引力的趨勢,但畢竟還能沿橢圓軌道返回軌道近地點;如果飛行器在遠地點(最高點)時,月球正好靠近,飛行器將被地球所吸,環(huán)月球圓周運動,此時,在單片機控制下,月球周圍圓周軌道上LED流水燈發(fā)光,代表月球的LED發(fā)光。
在單片機控制下,扁長橢圓流水亮發(fā)光,飛行器進入地球軌道返回。
在單片機控制下,雙曲線軌道上的LED流水燈發(fā)光:當飛行器速度增大到第二宇宙速度即11.2千米(稱脫離速度)時,飛行器爭脫地球束縛成為與地球平列的人造行星,也可飛向火星。
在單片機控制下,另一組沿雙曲線軌道的LED流水燈發(fā)光:當飛行器速度增大到第三宇宙速度即16.7千米/秒(稱逃逸速度)時,飛行器將爭脫太陽的束縛,逃逸出去飛向太陽系以外的太空。電阻取不同的阻值,對應的流水燈的流動速度不同,象征飛行器飛行速度不同,對應的軌跡不同,哪一條軌跡先顯示,哪一條軌跡后顯示,可以通過單片機編程設定。
子程序芯片、LED按圖2連接,電阻2兆歐左右,電阻減小,流水燈流速增大,象征飛行器速度增大。
單片機各路輸出端分別與各子程序芯片相接。