一种科氏力实验演示仪的制作方法

本发明涉及一种科氏力实验演示仪，属于物理实验器材领域。

背景技术：

科氏力全称为科里奥利力，是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述。这种惯性力，以首先研究它的法国数学家科里奥利的.名字命名，叫做科里奥利力。

物理定义为在旋转体系中进行直线运动的质点，由于惯性，有沿着原有运动方向继续运动的趋势，但是由于体系本身是旋转的，在经历了一段时间的运动之后，体系中质点的位置会有所变化，而它原有的运动趋势的方向，如果以旋转体系的视角去观察，就会发生一定程度的偏离，即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，在教学过程中学生对此感到抽象难以理解，若能通过实验演示该现象，将大大提升说服力，从而帮助学生更好的进行理解。为此，特设计该实验仪器。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种科氏力实验演示仪，旨在解决教学过程中学生对科氏力的存在现象感到抽象，难以理解的问题，改善教材教学的抽象性，帮助学生对书本知识进行更好的理解，简易可行。

本发明所采用的技术方案是：一种科氏力实验演示仪，包括回转转盘机构、动力传动机构、底座支承机构，回转转盘机构包括回转中心轴1、转盘2，动力传动机构包括小齿轮3、大齿轮4、调速电机5、固定挡块6，底座支承机构包括底座7、可调支承角10；

所述的回转中心轴1顶部开有四个质点入口11，回转中心轴1穿过转盘2的中心且其下端安装在底座7上，四个质点入口11下方对应的回转中心轴1上分别开有15°斜槽13、30°斜槽16、45°斜槽12、60°斜槽17，各斜槽面与转盘2过渡面处为相切过渡，质点可通过质点入口11以相同的初速度自由下落，经不同斜槽加速后滚入转盘2中，可通过选用不同的质点或落入不同的斜槽面来观察变量对科氏力的影响，转盘2的下端套在回转中心轴1外部，大齿轮4固定在转盘2下端的外侧，调速电机5通过固定档板6固定在底座7上，调速电机5的输出轴上安装有小齿轮3，小齿轮3与配合于转盘2的大齿轮4啮合，调速电机5可实现对转速的调节控制，输出的转速通过小齿轮3与大齿轮4传递到转盘2从而实现转盘2作回转运动，可调支承角10安装在底座7的下部，用于调节底座7的高度及水平度。

优选地，所述的回转中心轴1的下端通过轴端开有回转中心轴外螺纹14，底座7的上端通过轴端开有底座支承轴内螺纹15，回转中心轴外螺纹14与底座支承轴内螺纹15配合使回转中心轴1固定于底座7上。

优选地，所述的底座7的下端设有固定杆，固定杆外侧设有可调支承角内螺纹9，可调支承角10上开有可调支承角外螺纹8、可调支承角内螺纹9与可调支承角外螺纹8的配合使底座7下部的固定杆与可调支承角10连接在一起，可通过转动可调支承角10来调节底座7，从而调节演示仪的高度及水平度，实现转盘2的水平回转。

本发明的工作原理是：该实验演示仪由调速电机5提供动力，通过齿轮啮合传动将力传动到转盘2上，从而实现转盘2做回转运动，质点通过回转中心轴顶部的质点入口11，以相同的初速度自由下落，经不同斜槽加速后滚入转盘2中，因斜槽的角度各不相同，所以滚入转盘2中的质点速度不同，转盘2转动时便可直观的演示在旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的偏移现象，可通过选用不同的质点、使质点落入不同的斜槽面或改变转盘回转速度来观察不同变量对科氏力的影响现象。

本发明的有益效果是：通过简易可行的结构设计，实现直观的演示在旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的偏移，即科氏力的存在现象。改善传统教材教学的抽象性，方便教学，帮助学生对书本知识进行更好的理解，且仪器简单实用，安装维修方便。

附图说明

图1为本发明的整体结构及可调支承角局部示意图；

图2为本发明的整体结构及30°、60°斜槽的局部示意图；

图3为图2中30°、60°斜槽的局部放大图；

图4为本发明的全剖视图及15°、45°斜槽的示意图；

图5为图4中15°、45°斜槽的局部放大图；

图6为本发明的整体结构剖视图。

图中各标号为：回转中心轴-1、转盘-2、小齿轮-3、大齿轮-4、调速电机-5、固定挡块-6、底座-7、可调支承角外螺纹-8、可调支承角内螺纹-9、可调支承角-10、质点入口-11、45°斜槽-12、15°斜槽-13、回转中心轴外螺纹-14、底座支承轴内螺纹-15、30°斜槽-16、60°斜槽-17。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。

实施例1：如图1、2、3、4、5、6所示，一种科氏力实验演示仪，包括回转转盘机构、动力传动机构、底座支承机构，回转转盘机构包括回转中心轴1、转盘2，动力传动机构包括小齿轮3、大齿轮4、调速电机5、固定挡块6，底座支承机构包括底座7、可调支承角10；

所述的回转中心轴1顶部开有四个质点入口11，回转中心轴1穿过转盘2的中心且其下端安装在底座7上，四个质点入口11下方对应的回转中心轴1上分别开有15°斜槽13、30°斜槽16、45°斜槽12、60°斜槽17，各斜槽面与转盘2过渡面处为相切过渡，质点可通过质点入口11以相同的初速度自由下落，经不同斜槽加速后滚入转盘2中，可通过选用不同的质点或落入不同的斜槽面来观察变量对科氏力的影响，转盘2的下端套在回转中心轴1外部，大齿轮4固定在转盘2下端的外侧，调速电机5通过固定档板6固定在底座7上，调速电机5的输出轴上安装有小齿轮3，小齿轮3与配合于转盘2的大齿轮4啮合，调速电机5可实现对转速的调节控制，输出的转速通过小齿轮3与大齿轮4传递到转盘2从而实现转盘2作回转运动，可调支承角10安装在底座7的下部，用于调节底座7的高度及水平度。

进一步地，所述的回转中心轴1的下端通过轴端开有回转中心轴外螺纹14，底座7的上端通过轴端开有底座支承轴内螺纹15，回转中心轴外螺纹14与底座支承轴内螺纹15配合使回转中心轴1固定于底座7上，结构简单，安装方便。

进一步地，所述的底座7的下端设有固定杆，固定杆外侧设有可调支承角内螺纹9，可调支承角10上开有可调支承角外螺纹8、可调支承角内螺纹9与可调支承角外螺纹8的配合使底座7下部的固定杆与可调支承角10连接在一起，可通过转动可调支承角10来调节底座7，从而调节演示仪的高度及水平度，实现转盘2的水平回转，从而保证实验变量的准确性。

该实验演示仪中：15°斜槽13、30°斜槽16、45°斜槽12、60°斜槽17根据质点入口11的方向进行具体设置，一个质点入口11下方对应一个角度的斜槽，质点通过回转中心轴顶部的质点入口11，以相同的初速度自由下落，经不同斜槽加速后滚入转盘2中，因斜槽的角度各不相同，所以滚入转盘2中的质点速度不同，调速电机5可实现对转速的调节控制，输出的转速通过小齿轮3与大齿轮4传递到转盘2从而实现转盘2作回转运动，转盘2转动时便可直观的演示在旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的偏移现象，可通过选用不同的质点、使质点落入不同的斜槽面或改变转盘回转速度来观察不同变量对科氏力的影响现象。可以直观的演示科氏力的存在，改善传统教材教学的抽象性，方便教学，帮助学生对书本知识进行更好的理解。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。