[發明專利]科氏加速度演示儀以及科式慣性力測量方法

有效

• 申請號: 201410209679.5
• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN104021708A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 皮彪;蘇傳明;劉月;劉杰;徐鑫雨;朱堅民;錢煒;王新華
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10;G01L1/02
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

1.一種科氏加速度演示儀，用于演示科氏加速度現象和計算科式慣性力，其特征在于，包括：

科氏加速度演示構件，用于演示科氏加速度現象；

科式慣性力測量構件，與所述科氏加速度演示構件相連，用于測量科式慣性力的大小；以及

支撐構件，用于安裝所述科氏加速度演示構件，

其中，所述科氏加速度演示構件包括：可以繞中心軸旋轉的開口向下的內筒；安裝在該內筒上端面，可以在所述內筒上穩定轉動的同步帶輪；安裝在所述支撐構件下端，用于控制所述內筒旋轉的第一電機；以及安裝在所述內筒下端，用于控制所述同步帶輪轉動的第二電機，

所述同步帶輪包括：安裝在所述內筒上端面，在所述第二電機的作用下旋轉的主動輪；與該主動輪尺寸相同，安裝在所述內筒上端面并與所述主動輪關于所述內筒的中心對稱的從動輪；以及圍繞在所述主動輪和所述從動輪外側，可在所述主動輪的帶動下轉動的皮帶，

所述科式慣性力測量構件包括：安裝在所述內筒上端面，通過所述內筒上端面的中心并與所述皮帶的兩條直邊相垂直的導軌；安裝在該導軌上，位于所述皮帶的兩條所述直邊內側，可以在所述導軌上滑動達到預定間距的兩個擋塊；安裝在所述導軌上，分別位于所述皮帶的兩條所述直邊外側，用于推動兩條所述直邊分別到達兩個所述擋塊位置的兩個滑塊；安裝在所述導軌上，分別與兩個所述滑塊相連接，推動兩個所述滑塊在所述導軌上滑動的兩個壓力感應器；安裝在所述導軌的兩端，分別與兩個所述壓力感應器相連接，推動兩個所述壓力感應器在所述導軌上滑動的兩個推桿；以及固定安裝在所述導軌一端的紅外激光測距儀，

當所述內筒和所述皮帶反向轉動使得所述兩條直邊發生變形相互靠攏時，所述紅外激光測距儀測量變形后的兩條直邊之間的最小間距，

所述預定間距等于所述最小間距，

每個所述壓力感應器均具有一個氣壓表，用于測量所述壓力感應器施加在所述滑塊上的壓強。

2.根據權利要求1所述的科氏加速度演示儀，其特征在于：

其中，所述滑塊接觸所述直邊的接觸面是光滑弧面，該弧面的長度等于所述主動輪和所述從動輪的最小間距。

3.根據權利要求1所述的科氏加速度演示儀，其特征在于：

其中，所述壓力感應器是活塞式的壓力感應器。

4.根據權利要求1所述的科氏加速度演示儀，其特征在于：

其中，所述支撐構件包括：位于所述內筒下方的開口朝上的外筒；安裝在所述內筒和所述外筒之間，用于支撐所述內筒上端面的傘狀支撐架；以及安裝在所述外筒底端，用于支撐所述外筒的支架，

所述傘狀支撐架上端通過軸承與所述內筒相連接。

5.采用如權利要求1所述的科氏加速度演示儀測量科式慣性力的方法，包括以下步驟：

打開所述第一電機和所述第二電機使所述內筒和所述皮帶轉動，使所述皮帶的兩條所述直邊發生變形并相互靠近，采用所述紅外激光測距儀測量變形后的兩條所述直邊的最小間距；

調節兩個所述擋塊的位置，使兩個所述擋塊的間距等于所述最小間距；

分別推動兩個所述推桿來驅動兩個所述壓力感應器和兩個所述滑塊分別推動所述皮帶的兩條所述直邊，使這兩條所述直邊分別到達兩個所述擋塊的位置；以及

將任意一個所述氣壓表的讀數乘以所述壓力感應器的活塞的橫截面積，得到所述科式慣性力的大小。