科氏加速度演示儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及科氏加速度演示的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及科氏加速度演示儀。
【背景技術(shù)】
[0002]在點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)牽連運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，牽連運(yùn)動(dòng)與相對(duì)運(yùn)動(dòng)相互影響，會(huì)出現(xiàn)一項(xiàng)附加的加速度，該附加的加速度即為科氏加速度；牽連運(yùn)動(dòng)指的是，動(dòng)參考系相對(duì)于靜參考系的運(yùn)動(dòng)，或者是人站在地面上看動(dòng)參考系運(yùn)動(dòng)；相對(duì)運(yùn)動(dòng)指的是，物體相對(duì)于另一物體的位置變化。
[0003]地球是轉(zhuǎn)動(dòng)的非慣性參照系，地球本身的自轉(zhuǎn)即可認(rèn)為是轉(zhuǎn)動(dòng)的牽連運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)厍蛏系奈矬w相對(duì)地球發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)科氏力，該科氏力作用在物體上，從而使該物體產(chǎn)生科氏加速度；科氏加速度的方向垂直于角速度矢量和相對(duì)速度矢量，科氏加速度的大小和相對(duì)速度矢量的大小成正比。
[0004]在自然現(xiàn)象中也是有科氏加速度存在的，例如:北半球江河的右岸被水沖刷，而在南半球則是左岸被沖刷，這種現(xiàn)象就是由于地球的自轉(zhuǎn)和河水的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的相互作用而產(chǎn)生的；具體地，在北半球，河水的科氏加速度指向左岸，科氏慣性力作用于右岸，而南半球反之。
[0005]在現(xiàn)有技術(shù)中，學(xué)習(xí)者通常只能依賴教材和書本上的講解來學(xué)習(xí)科氏加速度，但是這些紙質(zhì)材料對(duì)于科氏加速度的講解一般都過于公式化和文字化，不能將科氏加速度產(chǎn)生的原因、大小和方向等原理解釋清楚，這就使學(xué)習(xí)者很難深入透徹的理解科氏加速度；而且由于公式和文字對(duì)科氏加速度的描述太抽象，學(xué)習(xí)者只能通過想象理解科氏加速度，并不能直觀的觀察到科氏加速度的存在，這也增加了學(xué)習(xí)科氏加速度的難度，使學(xué)習(xí)者很難理解。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供科氏加速度演示儀，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的紙質(zhì)材料對(duì)于科氏加速度的講解不能將其產(chǎn)生的原因、大小和方向等原理解釋清楚，增加了學(xué)習(xí)科氏加速度的難度，使學(xué)習(xí)者很難深入透徹的理解科氏加速度的技術(shù)問題。
[0007]本實(shí)用新型提供的一種科氏加速度演示儀，包括:支撐機(jī)構(gòu)、第一動(dòng)力單元、第二動(dòng)力單元、第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述第一動(dòng)力單元和所述第二動(dòng)力單元能夠分別驅(qū)動(dòng)所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述支撐機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)單元，所述旋轉(zhuǎn)單元包括用于連接待檢測(cè)物體的容納空間；所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述旋轉(zhuǎn)單元連接，以驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)單元和所述待檢測(cè)物體做圓周運(yùn)動(dòng)；所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)單元上，且與所述容納空間連接，以驅(qū)動(dòng)所述待檢測(cè)物體在進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)的同時(shí)做直線運(yùn)動(dòng)。
[0008]進(jìn)一步，所述旋轉(zhuǎn)單元包括:轉(zhuǎn)盤、第一旋轉(zhuǎn)板和第二旋轉(zhuǎn)板，所述轉(zhuǎn)盤與所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)固定連接，所述第一旋轉(zhuǎn)板和所述第二旋轉(zhuǎn)板均固定設(shè)置在所述轉(zhuǎn)盤上；所述第一旋轉(zhuǎn)板和所述第二旋轉(zhuǎn)板之間形成所述容納空間，且在所述容納空間內(nèi)設(shè)有連接件，所述連接件的一端用于連接所述待檢測(cè)物體，另一端與所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
[0009]優(yōu)化地，所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和第一中心軸；所述第一動(dòng)力單元與所述主動(dòng)輪連接，所述主動(dòng)輪與所述從動(dòng)輪嚙合，且所述從動(dòng)輪固定套設(shè)在所述第一中心軸上；所述第一中心軸與所述轉(zhuǎn)盤固定連接。
[0010]優(yōu)化地，所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:第一帶輪、第二帶輪、第二中心軸和履帶；所述第二動(dòng)力單元與所述第二中心軸連接，所述第一帶輪固定套設(shè)在所述第二中心軸上，且所述第二中心軸與所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述第二帶輪與所述第一旋轉(zhuǎn)板和所述第二旋轉(zhuǎn)板轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述履帶套設(shè)在所述第一帶輪和第二帶輪上；所述連接件為卡板，所述卡板與所述履帶卡接。
[0011]優(yōu)化地，所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括:第三帶輪、第一張緊輪和第二張緊輪；所述第三帶輪、所述第一張緊輪和所述第二張緊輪均與所述第一旋轉(zhuǎn)板和所述第二旋轉(zhuǎn)板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第二帶輪與所述第三帶輪設(shè)置在所述第一帶輪的兩側(cè)；所述第一張緊輪設(shè)置在所述第二帶輪和所述第一帶輪之間，所述第二張緊輪設(shè)置在所述第三帶輪和所述第一帶輪的之間；所述履帶套設(shè)在所述第二帶輪和第三帶輪上，且同時(shí)與所述第一帶輪的下表面以及所述第一張緊輪和所述第二張緊輪的上表面接觸設(shè)置。
[0012]進(jìn)一步，還包括用于測(cè)量所述待檢測(cè)物體科氏力的測(cè)量機(jī)構(gòu)，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)包括:支架、用于記錄所述待檢測(cè)物體運(yùn)動(dòng)軌跡的測(cè)量單元和用于放置所述待檢測(cè)物體的固定單元；所述測(cè)量單元與所述支架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述固定單元和所述連接件均固定設(shè)置在所述支架上；在所述第一旋轉(zhuǎn)板和所述第二旋轉(zhuǎn)板上設(shè)有軌道，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)能夠沿所述軌道做直線運(yùn)動(dòng)，且所述測(cè)量單元能夠隨所述測(cè)量機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0013]進(jìn)一步，所述測(cè)量單元包括:用于纏繞已畫線坐標(biāo)紙的第一卷筒和用于纏繞未畫線坐標(biāo)紙的第二卷筒；所述固定單元包括用于放置所述待檢測(cè)物體的固定桿；所述支架包括第一固定板、第二固定板和第三固定板，所述第一固定板和所述第二固定板平行放置，所述第三固定板固定設(shè)置在所述第一固定板和所述第二固定板之間；所述第一卷筒和所述第二卷筒均與所述第一固定板和所述第二固定板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且所述第二卷筒能夠隨著所述第一卷筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)；所述固定桿固定設(shè)置在所述第一固定板和所述第二固定板之間，且所述固定桿相對(duì)于所述第一卷筒和所述第二卷筒遠(yuǎn)離所述容納空間；所述連接件固定設(shè)置在所述第三固定板上；所述測(cè)量機(jī)構(gòu)還包括第三傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述第三傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述第一卷筒連接，且所述第三傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠隨著所述測(cè)量機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)而帶動(dòng)所述第一卷筒始終朝同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0014]進(jìn)一步，所述支架還包括第四固定板；所述第三傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與所述第四固定板轉(zhuǎn)動(dòng)連接的第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪、第五齒輪和單向輪；在所述第一旋轉(zhuǎn)板上設(shè)置有齒形軌道，所述第一齒輪與所述齒形軌道嚙合，且能夠隨著所述測(cè)量機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)在所述齒形軌道上移動(dòng)；所述第二齒輪和所述第四齒輪均與所述第一齒輪嚙合，所述第三齒輪與所述第二齒輪嚙合，所述第五齒輪與所述第一卷筒連接；所述單向輪包括圓盤、卡爪、荊棘輪和小齒輪；所述圓盤、所述荊棘輪和所述小齒輪同軸設(shè)置，所述卡爪固定設(shè)置在所述圓盤上，所述小齒輪與所述荊棘輪固定設(shè)置；所述卡爪能夠推動(dòng)所述荊棘輪運(yùn)動(dòng)，或者在所述荊棘輪的表面滑動(dòng)；所述單向輪為多個(gè)，包括第一單向輪和第二單向輪；所述第一單向輪的圓盤和所述第二單向輪的圓盤分別與所述第三齒輪和所述第四齒輪固定連接，且同軸設(shè)置；所述第一單向輪的小齒輪和所述第二單向輪的小齒輪均與所述第五齒輪嚙合。
[0015]進(jìn)一步，所述固定桿上套設(shè)有多段彈性件，且每兩個(gè)所述彈性件之間的空隙用于放置所述待檢測(cè)物體。
[0016]進(jìn)一步，所述支架還包括第五固定板，所述第五固定板上設(shè)有用于連接所述待檢測(cè)物體第一通孔、用于固定畫線筆的第二通孔以及用于固定拉力計(jì)的第三通孔，且所述第五固定板能夠隨著所述待檢測(cè)物體一起移動(dòng)。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為:
[0018]本實(shí)用新型提供的科氏加速度演示儀，在第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下，能夠使待檢測(cè)物體同時(shí)進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)，且圓周運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)，直線運(yùn)動(dòng)基于圓周運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行；通過上述演示儀，直觀的展示了待測(cè)物體在同時(shí)進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使學(xué)習(xí)者能夠更加清楚的理解科氏加速度產(chǎn)生的原因、大小和方向，增加了學(xué)習(xí)過程中的趣味性，降低了理解科氏加速度的難度，使學(xué)習(xí)者能夠更加深入透徹的了解科氏加速度這一物理現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的科氏加速度演示儀的整體結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0020]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的科氏加速度演示儀的局部結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0021]圖3為圖2所示的科氏加速度演示儀的主視圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的科氏加速度演示儀的局部結(jié)構(gòu)示意圖二 ；
[0023]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的科氏加速度演示儀的測(cè)量機(jī)構(gòu)的第一視角結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的科氏加速度演示儀的測(cè)量機(jī)構(gòu)的第二視角結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7為圖6所示的第三傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主視圖；