[实用新型]科氏加速度演示仪

说明书

一种体积较小、经济实用、适用于理论力学课堂演示科氏力的科氏加速度演示仪。它主要设有小物块、加速轨道、皮带、3V电池盒1、100r/min的马达、皮带轮、电线、小盒子带、构件支撑杆、5r/min的马达、正反可逆开关、3V电池盒2。其由5r/min的马达带动主体部分旋转，100r/min的马达带动皮带轮旋转，皮带轮带动皮带转动，皮带上小物块随皮带运动。分别由2节干电池提供动力。5r/min的马达由一个正反可逆开关连接，以控制不同的转向。新型演示设计出的“小盒子带”用于演示仪的演示。当开启装置时，通过演示单元中“小盒子带”上的小物体掉落的位置，操作者可以判断皮带上经过加速轨道后有一定速度的小物体是否受科氏力作用。

技术领域

本实用新型涉及一种科氏加速度演示仪，尤其是一种造价较便宜、体型较小、用于理论力学教学的科氏加速度演示仪。

背景技术

目前，无论是天津大学研制的双电机科氏加速度演示平台，还是河海大学研制的转盘水泵式演示平台，亦或是宁夏大学研制的平面机械带式演示仪，亦或是厦门大学研制出的科氏加速度演示仪，他们的体积都较为庞大，结构复杂，难以在理论力学课堂上展示。虽然武汉理工大学的机械式科氏加速度演示仪和北华大学研究出的立体科氏加速度演示仪体积小巧，但是难以做到易拿易演示，一个仪器难以让全部同学能够人手一个，在课堂展示上没能让同学们有亲手实验学习的效果。

参考文献

[1]哈尔滨工业大学理论力学教研室编.理论力学[M].北京：高等教育出版社

[2]胡芮,韩素,王士涛,王硕,李建春.机械式科氏加速度演示仪.电子测试[M].2015.13.97-99.

[3] 李永平,彭雅轩,刘士彬. 科氏加速度产生机理的几何分析.东北电力学院学报[M]. Jun. ,2001. Vol . 21 ,No. 2

[4]王晓炜,章璐,王泽华,张棉好. 速度矢量夹角可变的科氏加速度演示仪.机械工程师[M].2014年第九期.52-53

[5] 周德坤,刘晓波,陈佳良.立体科氏加速度演示仪的研制.吉林化工学院学报[M].May.2017. Vol . 34 ,No. 5

[6]厦门大学科氏加速度演示仪专利申请书。

发明内容

为了克服科氏加速度教学展示难、理解难的特点，在课堂上能够让同学们动起手来，我们设计研究出了一款用于理论力学课堂教学演示的科氏加速度演示仪，其具有小巧易携带，造价低的特点，既经济又简单，实验原理和仪器构造让同学们一目了然，能更好的帮助同学们理解理论力学科氏加速度。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：选用了一个合适科氏加速度的模型，使我们的装置保证其体型不超过20cm*20cm*20cm，其是由两个马达驱动的一个装置，其中一个5r/min马达带动装置转动，而另外一个100r/min马达带动着皮带转动，皮带固定在总的装置上，当装置两个马达都在运转时，我们在皮带的一端放置一个小物块，小物块在科氏加速度的作用下将从皮带的两边两端跌落。小物体应该选择小方块，摩擦力总是与相对速度方向相反，科氏加速度与相对速度垂直，所以有摩擦力不影响观察的现象和得到的结论。而在装置中需要考虑风力对实验的影响，为此我们分析了考虑风力时的受力分析：1.风力大于科氏力。小物体两次都掉落在右侧，我们可以观察两次小物体掉落的位置，如果ω顺时针转动时小物体掉落的位置离出发点的距离远于逆时针的话，则可以说明有科氏加速度的存在。2.风力小于科氏力。小物体在ω顺时针转动时掉落在皮带的左侧，在ω逆时针转动时掉落在皮带的右侧，可以观察到掉落在左侧的的位置离出发点的距离近于逆时针的话，则可以说明有科氏加速度的存在。3.风力等于科氏力，小物体不从两端下落，直接证明有科氏加速度的存在。为了使装置的现象更便于观察，我们在皮带的两边在装置上设置了两排“小盒子带”的设计，“小盒子带”用来接住下落的物体，可以用来表示位置离出发点的距离。