[实用新型]一种地转偏向力探究演示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及地理教学演示教具领域，具体而言，涉及一种地转偏向力探究演示装置。

背景技术

由于地球自转而产生作用于运动物体的力，称为地转偏向力，简称偏向力。它只在物体相对于地面有运动时才产生(实际不存在)，只能改变水平运动物体运动的方向，不能改变物体运动的速率。地转偏向力可分解为水平地转偏向力和垂直地转偏向力两个分量。由于赤道上地平面绕着平行于该平面的轴旋转，空气相对于地平面作水平运动产生的地转偏向力位于与地平面垂直的平面内，故只有垂直地转偏向力，而无水平地转偏向力。由于极地地平面绕着垂直于该平面的轴旋转，空气相对于地平面作水平运动产生的地转偏向力位于与转动轴相垂直的同一水平面上，故只有水平地转偏向力，而无垂直地转偏向力。在赤道与极地之间的各纬度上，地平面绕着平行于地轴的轴旋转，轴与水平面有一定交角，既有绕平行于地平面旋转的分量，又有绕垂直于地平面旋转的分量，故既有垂直地转偏向力，也有水平地转偏向力。

地转偏向力是地理课程中的一个极为重要的课程，对于学生而言，复杂繁琐的理论讲解是无法使他们理解的。所以需要一种能够演示装置可以直观地让学生明白地转偏向力对运动物体的影响。

授权公告号为CN2665845Y的中国专利文献公开了一种地转偏向力实验盘，包括旋转圆盘、底座、支柱、电动机、滑轮组与传动皮带、弧形轨道、小球、佛科摆支架和摆球；支柱固定于底座上，转环由外转环和内转环组成，外转环固定在支柱上，旋转圆盘置于内转环的垫片上，可随内转环转动，旋转圆盘中心下与滑轮组套接，电动机固定于底座上，其轴与滑轮组套接，传动皮带设于滑轮之间，弧形轨道置于旋转圆盘上的任意方向，摆球细线通过穿孔螺钉置于佛科摆支架上。

现有的地转偏向力实验盘结构过于复杂，加工成本高，更重要的是实验过程演示效果差。实验时，将球放在弧形轨道上，球自弧形轨道向下运动然后运动到旋转圆盘的顶面，球的初始运动方向很容易受到干扰，进而影响球离开弧形轨道后的初始运动方向，进而会影响原轨迹的判断。此外，球的运动过程迅速、时间短暂，很难判断球的轨迹是否偏转了。实验过程全凭眼里观看，而球的运动过程时间短暂且轨迹变化不明显，可视范围有限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种地转偏向力探究演示装置，可以模拟演示地转偏向力对直线运动的物体的影响，并且可以保留物体运动轨迹。

本实用新型是这样实现的：

一种地转偏向力探究演示装置，包括底座、驱动机构、旋转盘和画笔导向架，旋转盘与底座活动连接，旋转盘的转动轴心沿竖向设置，驱动机构安装在旋转盘的下方且用于驱动旋转盘转动，画笔导向架具有沿竖向贯通的直槽，直槽位于旋转盘的上方。

本实用新型的设计者通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，设计出了这种地转偏向力探究演示装置。通过控制旋转盘的顺逆转向，可以模拟南北半球的地转偏向力的影响，由于保留了运动轨迹，便于学生观察和体会。

作为优选，还包括绘图板，绘图板设置于旋转盘的顶面。设置绘图板是为了拆卸绘图板，对绘图板进行清洗。绘图板与旋转盘一起转动，用水性笔在绘图板上进行画直线，画完后可以将绘图板上的痕迹擦除。

作为优选，旋转盘和/或绘图板在水平面的投影为圆形。旋转盘为圆形时旋转过程更稳定，同样的道理绘图板为圆形时在转动过程中也更稳定。

作为优选，绘图板的底面设置有用于增大绘图板与旋转板之间的摩擦力的防滑纹。

实验过程中，主要是在绘图板的顶面画线，绘图板的顶面的颜色可以使任意颜色，只要和画笔的颜色能区分开就行，例如绘图板的顶面为黑色，画笔画出的颜色为白色。当然由于市场上卖的水性画笔通常是黑色，所以绘图板的顶面最好是白色。绘图板除顶面以外的部分可以使任意颜色。

作为优选，画笔导向架包括支撑脚和导向条，导向条的端部与支撑脚连接，支撑脚为至少三个且均沿竖向设置，导向条沿横向设置，导向条为至少两个，相邻的两个导向条之间形成直槽。

作为优选，驱动机构包括电动机、主动齿轮和从动齿轮，电动机固定于底座，电动机的转轴沿竖向设置，主动齿轮与电机的转轴固定，从动齿轮转动支承于底座，从动齿轮的转动轴心线沿竖向设置，从动齿轮与主动齿轮啮合；旋转盘的底部设置有齿圈，从动齿轮与齿圈啮合。

由于驱动机构没有采用皮带式传动，驱动时更稳定，也不会因为皮带老化而造成卡顿，一旦卡顿会影响实验结果。