[实用新型]一种科氏惯性力演示仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种实验装置。特别是涉及一种科氏惯性力演示仪。

背景技术

当一个质点相对于惯性系做直线运动时，相对于旋转体系，其轨迹是一条曲线。立足于旋转体系，我们认为有一个力驱使质点运动轨迹形成曲线，这个力就是科里奥利力，又称科氏惯性力。由于人类生活的地球本身就是一个巨大的旋转体系，因此它是很多自然现象产生的原因，如信风、热带气旋等。目前，科氏惯性力在流体运动领域也得到了广泛的应用。但是这个理论抽象，不易理解。在教学中为帮助学生理解设计了科氏惯性力演示仪。

目前已有两种科氏惯性力演示实验装置。第一种是由湖州师范学院研制的科里奥利力演示仪，专利公开号为CN202534225U。该装置利用移动块在圆盘中的运动轨迹，演示科氏惯性力现象。第二种是由南京航空航天大学研制的“科氏惯性力实验装置”，专利公开号为CN200944262，该装置是通过皮带运动时的受力现象演示科氏力现象。

以上两种装置虽能演示出科氏力的现象，但是都不能通过演示说明科氏惯性力和由科氏加速度产生的力两者间的区别。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够演示质点在转动系中的运动轨迹，也能演示质点在转动坐标系中运动时产生科氏加速度的力学现象，通过两种演示现象区分科氏加速度产生的力和科氏惯性力的科氏惯性力演示仪。

本实用新型所采用的技术方案是：一种科氏惯性力演示仪，包括有底座，所述的底座的中心形成有凹槽，还设置有转轴、圆盘、支柱、皮带传动机构以及用于驱动所述转轴旋转的驱动机构，其中，所述的转轴的底端垂直且能够旋转的插入在所述底座的凹槽内，所述的圆盘固定在所述的转轴的顶端，所述的皮带传动机构通过固定在所述圆盘周边上的固定架设置于所述圆盘的上方，所述的支柱的底端依次贯穿所述的圆盘和转轴固定连接在所述的底座上，支柱的顶端连接位于所述圆盘上的电磁铁，所述的驱动机构设置在所述的底座上，并与所述的转轴固定连接。

所述的转轴的底端通过轴承连接在所述底座的凹槽内。

所述的支柱的顶端设置有斜槽结构，所述的电磁铁嵌入在所述的斜槽结构的斜槽内。

所述的斜槽结构的宽度大于演示时放在圆盘上的钢球的直径。

所述的固定架是由两个对称设置在所述圆盘周边上的ㄈ形框支架，所述ㄈ形框支架的开口侧相对设置，并且，所述ㄈ形框支架的底边固定在所述圆盘的周边，所述ㄈ形框支架的上边用于支撑所述的皮带传动机构。

所述的皮带传动机构包括有可旋转的分别设置在两个对称的ㄈ形框支架上的两个旋转轴，分别固定连接在两个旋转轴上的两个皮带轮，连接在两个皮带轮上的皮带，以及输出轴连接两个旋转轴中的一个旋转轴上用于驱动旋转轴旋转的电机，所述的电机固定在ㄈ形框支架上。

所述的连接在两个皮带轮上的皮带与圆盘直径平行。

所述的驱动机构包括有固定设置在所述底座上的电机，连接在所述电机的输出轴上的主动齿轮，与所述的主动齿轮相啮合的从动齿轮，所述的转轴贯穿所述的从动齿轮并与所述的从动齿轮固定连接。

所述的圆盘上覆盖有能够显示出钢球运动轨迹的带颜色的凡士林脂膜的坐标纸。

本实用新型的一种科氏惯性力演示仪，可演示两种不同的现象，直观的观察运动物体在非惯性系中的受力和运动两种情况。本实用新型结构简单，便于操作。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是图1的俯视图。

图中

1：皮带           2：皮带轮

3：固定架         4：圆盘

5：电机           6：转轴

7：主动齿轮       8：电机

9：支柱           10：底座

11：从动齿轮      12：斜槽结构

13：电磁铁        14：旋转轴

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型的一种科氏惯性力演示仪做出详细说明。

如图1、图2所示，本实用新型的一种科氏惯性力演示仪，包括有底座10，所述的底座10的中心形成有凹槽，还设置有转轴6、圆盘4、支柱9、皮带传动机构以及用于驱动所述转轴6旋转的驱动机构。