[发明专利]立体机械带式科氏加速度实验仪

说明书

技术领域：

立体机械带式科氏加速度实验仪是一种运动学和动力学实验装置，特别涉及牵连运动为转动时点的合成运动。

背景技术：

由理论力学点的合成运动可知牵连运动为转动时便会产生科氏加速度。科氏加速度验仪按运动物体的类型分为：机械带式和流体式两种；再按牵连运动和相对运动所在的运动面划分为：平面机械带式和平面流体式、立体机械带式和立体流体式。现有的科氏加速度(或惯性力)实验仪主要是平面的，即相对运动和牵连运动均在同一平面内，主要用于演示沿地球赤道线方向或平行于赤道线方向向东或向西运动物体受科氏加速度作用的状态，或演示类似于以上运动的运动。显而易见，不能演示垂直于地球赤道线方向向北或向南运动物体受科氏加速度作用的状态，或演示类似于以上运动的运动。

发明内容：

本发明立体机械带式科氏加速度实验仪发明目的在于：设计发明一种与现有技术完全不同的设计制作一种可演示垂直于地球赤道线方向向北或向南运动物体受科氏力作用的状态，或演示类似以上运动的机械运动，以提高教学效果。

本发明立体机械带式科氏加速度实验仪是这样实现的：含牵连运动部分、相对运动部分、机架和电器部分；由柱形带轮、带轮轴、双圆环构架、带轮轴螺母、卡子、映射框、映射框撑杆、固定螺母、演示带、驱动带、卡子间隔套、配重、II号电机、驱动带带轮、主传动连接器、主传动装置、I号电机、减速器、高低速开关、正反转开关、主电机带轮、电机架、V型带、加强板、主传动带轮、主传动固定座、主传动固定螺母、机架、机箱和调平螺钉组成；

其中：牵连运动部分由双圆环构架、主传动连接器、主传动装置、主传动固定座、主传动固定螺母、机架、主电机、减速器、电机架、V型带、主电机带轮、主传动带轮、映射框、映射框撑杆和卡子组成；双圆环构架固定在主传动连接器上，主传动连接器固定在主传动装置上，主传动装置通过主传动固定座和主传动固定螺母固定在机架上，主电机通过减速器固定在电机架上，电机架固定在机架上，V型带环绕在主电机带轮和主传动带轮上，映射框通过映射框撑杆和卡子固定在双圆环构架上；

其中：相对运动部分由柱形带轮、带轮轴、卡子、带轮轴螺母、双圆环构架、驱动带、驱动带带轮、演示带和卡子间隔套组成；柱形带轮和带轮轴通过卡子和带轮轴螺母固定在双圆环构架上，驱动带环绕在驱动带带轮和个柱形带轮的“V”形带槽内，演示带环绕在个柱形带轮的平带带轮上，卡子间隔套套在双圆环构架上，保持卡子和柱形带轮之间的间距；

其中：机架部分由电机架、主传动装置、机箱和调平螺钉和机架组成；电机架、主传动装置、机箱和调平螺钉均固定在机架上；

其中：电器部分由高低速开关、个正反转开关、I号电机和II号电机组成；2个高低速开关和2个正反转开关固定在机箱上，分别控制I号电机和II号电机的高低速和正反转。

本发明立体机械带式科氏加速度实验仪使得相对运动与牵连运动的运动平面相互垂直，使动点的运动成为空间运动；用于显现受力状态的演示带和驱动带是相互独立的，驱动带环绕在驱动带轮和5个柱形带轮的“V”形带槽内，将电机的动力传给5个柱形带轮；演示带环绕在5个柱形带轮的平带带轮上，受科氏惯性力作用可在柱形带轮上作横向运动显现受力状态；增设了映视框，增强了视觉效果，便于观察；I号电机和II号电机均采用高低速开关和正反开关控制，均可进行高低速和正反转操作和控制。

实验时先假设双圆环构架上部中心点为地球的“N”极，下部为“S”极；接通电源，打开开关，俯视实验仪，当双圆环构架逆时针旋转-一行同地球自转，环绕在其上的演示带也运行时，我们可观察到演示带在科氏惯性力的作用下与驱动带之间的间距不断增大，两带分开；证明科氏惯性力的方向向右，与右手判别法则结果相同。此种状态等同于在北半球物体向北向南运行时的受力状态。

当双圆环构架顺时针旋转时，构架上部中心点为地球的“S”极，下部为“N”极，带的运动方向不变。我们可观察到演示带在科氏惯性力作用下与驱动带之间的间距不断缩小，靠在一起。，证明科氏惯性力的方向向左，此种状态等同于在南半球物体向南向北运行时受力状态。

本发明立体机械带式科氏加速度实验仪的有益效果：使得相对运动与牵连运动的运动平面相互垂直，使动点的运动成为空间运动；用于显现受力状态的演示带和驱动带是相互独立的；演示带环绕在柱形带轮的平带轮上，受科氏惯性力作用可在柱形带轮上作横向运动显现受力状态；增设了映视框，增强了视觉效果，便于观察；I号电机和II号电机均采用高低速开关和正反开关控制，均可进行高低速和正反转操作和控制。

附图说明：