[實用新型]一種手動科氏加速度演示儀

有效

• 申請號: 201420307590.8
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN203882490U
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 王維;包澤軍;張天行;張展飛;蔣宜辰
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及用于課堂教學的一種手動科氏加速度演示儀,特別適用于大學理論力學的課堂教學，使同學認識和理解科氏加速度的一種教具。

背景技術

力學中質點的運動包括絕對運動、相對運動和牽連運動。由點的復合運動理論可知，當牽連運動含轉動成分時一般會產生科氏加速度(或科氏慣性力)。

科氏加速度(或科氏慣性力)體現在我們的生活之中，如洗漱完之后，打開排水閥時發現水流在排水口處形成了一個逆時針漩渦，又如俗語“三十年河東，三十年河西”，以前黃河河道不固定，經常會改道。

科氏加速度(或科氏慣性力)是很抽象的概念，在平時的理論課堂教學中，學生對于這部分的內容理解起來比較吃力，在課堂我們又不可能親臨黃河河道觀察，所以這在大學力學課程中是難點。

科氏加速度儀包括科氏加速度演示儀和科氏加速度實驗儀等，是通過一定裝置在地球參考上使運動物體產生科氏加速度(或科氏慣性力)，進而在地球參考系上來觀察質點產生科氏加速度(或科氏慣性力)的現象或者測試分析科氏加速度(或科氏慣性力)的一種儀器。這些科氏加速度儀主要由產生牽連運動的部分、產生相對運動的部分、傳動部分和動力部分等組成。

發明內容

本實用新型的目的是為了使同學認識和理解科氏加速度,提供一種手動科氏加速度演示儀,通過拉簧形變展示科式加速度的存在，同時通過換向器和手柄對轉速大小和方向，定性的研究速度Vr和角速度We的大小和方向對科氏加速度的影響。

本實用新型采用以下技術方案：本實用新型一種關于科氏加速度的演示儀器，主要由箱體；大錐齒輪；小錐齒輪；主軸；大圓盤；換向器；第一傳動軸；皮帶輪；拉簧；第二傳動軸；軸承；搖把；第一直齒輪；.皮帶輪；大圓盤；第二直齒輪；第三直齒輪；換向器齒輪組成。用螺釘固連有機玻璃形成半封閉箱體，箱體上方固連內嚙合齒輪；搖把連接于箱體，大錐齒輪連接于搖把；主軸連接于箱體，小錐齒輪固連于主軸；大圓盤固連于主軸；第一傳動軸與第二傳動軸固定于大圓盤上；換向器通過換向器齒輪與箱體上方的內嚙合齒輪嚙合；兩個皮帶輪分別固連于第一傳動軸和第二傳動軸，拉簧置于兩個皮帶輪輪槽中；攝像頭通過支撐板固定在大圓盤上方。

本演示儀通過搖把輸入動力，再通過大錐齒輪和小錐齒輪把動力傳給主軸。主軸帶動大圓盤轉動，從而形成一個轉動參考系。同時第一傳動軸通過換向器齒輪與箱體上方的內嚙合齒輪嚙合傳動，使皮帶輪發生自轉，再帶動上方拉簧在轉動參考系上作相對運動，從而產生科氏加速度。通過本演示儀的拉簧凹凸現象，即所謂的科氏慣性力對拉簧相對運動的影響而感觀到科氏加速度的存在性。拉簧的凹凸現象通過安裝在動系(圓盤)上方的攝像頭，實現多媒體教學。

本實用新型的有益效果是：1、演示儀通過手動，體積小、質量輕，所以環保健康，攜帶方便，易于帶進課堂，讓同學們親手操作，印象深刻；2、讓科氏加速度的演示效果通過拉簧形變展現的更直觀；3、通過換向器裝置，可以實現大圓盤和皮帶輪轉速的同向和逆向，從而定性分析角速度和相對速度方向對科氏加速度的影響；4、通過主軸中間的直齒輪組，可以實現皮帶輪的同步轉速，從而消除了皮帶輪旋轉產生的松緊邊效應。5、通過大圓盤上的攝像頭，從而實現拉簧相對運動的觀測，同時實現多媒體教學。

附圖說明

圖1為本實用新型一種手動科氏加速度演示儀的結構示意主視圖；

圖2為圖1的結構示意俯視圖；

圖3為本實用新型的圓盤上部結構示意圖。

圖中：1.箱體；2.主軸；3.大錐齒輪；4.小錐齒輪；5.內嚙合齒輪；6.換向器；7.第一傳動軸；8.攝像頭；9.支撐板；10.拉簧；11.第二傳動軸；12.軸承；13.搖把；14第一直齒輪；15.皮帶輪；16.大圓盤；17.第二直齒輪；18.第三直齒輪；19.換向器齒輪。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。