科氏力演示儀的製作方法
2023-05-20 17:58:01
專利名稱：科氏力演示儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種物理實驗裝置，特別是涉及一種科氏力演示儀。
背景技術：
科氏力全稱為科裡奧利力，是對旋轉體系中進行直線運動的質點由於慣性相對於旋轉體系產生的直線運動的偏移的一種描述。1835年,法國氣象學家科裡奧利提出，為了描述旋轉體系的運動，需要在運動方程中引入一個假想的力，這就是科裡奧利力。引入科裡奧利力之後，人們可以像處理慣性系中的運動方程一樣簡單地處理旋轉體系中的運動方程，大大簡化了旋轉系統的處理方式。科裡奧利力來自於物體運動所具有的慣性，在旋轉體系中進行直線運動的質點， 由於慣性的作用，有沿著原有運動方向繼續運動的趨勢，但是由於體系本身是旋轉的，在經歷了一段時間的運動之後，體系中質點的位置會有所變化，而它原有的運動趨勢的方向，如果以旋轉體系的視角去觀察，就會發生一定程度的偏離。在物理教學中，一般是以質點運動來說明科氏力。當一個質點相對於慣性系做直線運動時，相對於旋轉體系，其軌跡是一條曲線。立足於旋轉體系，應該有一個力驅使質點運動軌跡形成曲線，這個力就是科裡奧利力。但是科氏力如何使質點運動軌跡形成曲線，學生總感到抽象，難以理解接受，若能通過實驗演示該現象，則大有說服力，為此設計該實驗
>J-U裝直。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種簡易的科氏力實驗裝置，實驗裝置的物理意義清晰明確。本實用新型的目的是這樣實現的採用附圖所示的裝置，可以自由轉動的迴轉凳I上面固定圓盤2，圓盤2是上表面畫有一系列的同心圓和輻射線，作為經緯線的木製圓盤；圓盤2上固定一個立柱3，在其上部安裝有十字夾4和試管夾5，十字夾4和試管夾5固定球形燒瓶6，在燒瓶6的下端通過三通閥7，連接細玻璃管8，玻璃管8的內徑大約5mm，通過轉動三通閥7，可以使球形燒瓶內部的液體分別和玻璃管8的內、外兩個管口相連通，安裝時要特別保證球形燒瓶6的中心線、圓盤2的中心線，迴轉凳I的中心線位於同一條垂直軸線上，以保證實驗裝置在迴轉凳I上自由、平穩迴轉。
附圖為科氏力演示儀結構示意圖；I、迴轉凳，2、圓盤，3、立柱，4、十字夾，5、試管夾，6、球形燒瓶，7、三通閥，8、玻璃管。
具體實施方式
[0009]首先按圖I所示將科氏力演示儀各部分安裝好，轉動迴轉凳，保證實驗裝置能在迴轉凳I上自由、平穩迴轉。關閉三通閥門，把清水注滿球形燒瓶容器，滴入紅墨水少許，使清水染色。開啟三通閥，分別使玻璃管8的兩端與球型燒瓶的水接通。然後，按照演示實驗的需耍，把三通閥置於不同的通斷位置，以角速度《轉動迴轉凳，模似地球的轉動。先使水滴由裡向外以速度V水平噴出，模似物體由北向南運動，再使水滴由外向裡以速度-V噴出，模似物體由南向北的運動，最後再使水滴同時由兩端噴出，使我們同時觀察到兩個不同方向的運動。通過實驗，可清楚地在空中看到水柱由於科裡奧利力引起的偏折現象。 也可以由圓盤上看到水柱噴射時運動軌跡在水平面上的投影。例如在實驗裝置旋轉中，旋轉三通閥使水流由裡向外噴射，並及時關閉水流，系統停止轉動，即可在圓盤上看到水流運動軌跡在圓盤上的投影，是一條彎曲的弧線，改變系統迴轉的角速度《、或改變水流的速度，可以得到不同的弧線。注意，要想在圓盤上觀察水流運動軌跡的投影，玻璃管8的噴水口直徑要小一些，不大於2mm為好。該實驗裝置結構簡單，易於製作，可見度高，物理意義明確，可以作為學生演示實驗用。
權利要求1.科氏力演示儀，其特徵是在可以自由轉動的迴轉凳上面固定圓盤，圓盤是上表面畫有一系列的同心圓和輻射線，作為經緯線的木製圓盤；圓盤上固定一個立柱，在其上部安裝有十字夾和試管夾，十字夾和試管夾固定球形燒瓶，在燒瓶的下端通過三通閥，連接細玻璃管。
2.根據權利要求I所述的科氏力演示儀，其特徵在於，所述的玻璃管的內徑為5mm，通過三通閥，球形燒瓶內部的液體分別與玻璃管的內、外兩個管口相連通。
專利摘要科氏力演示儀，其特徵在於可以自由轉動的迴轉凳1上面固定圓盤2，圓盤2上固定一個立柱3，在其上部約1m處通過十字夾4、試管夾5固定球形燒瓶6，在燒瓶6的下端通過三通閥7，連接細玻璃管8，玻璃管8的內徑大約5mm，通過轉動三通閥7，可以使球形燒瓶內部的液體分別和玻璃管8的內、外兩個管口相連通，保證實驗裝置在迴轉凳1上自由、平穩迴轉。開啟三通閥，分別使玻璃管8的兩端與球型燒瓶的水接通。然後，按照演示實驗的需耍，把三通閥置於不同的通斷位置，水流從玻璃管口噴射出來，以角速度ω轉動迴轉凳，模似地球的轉動，即可清楚地在空中看到水柱由於科氏力引起的偏折現象。
文檔編號G09B23/10GK202473029SQ20122011217
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月23日 優先權日2012年3月23日
發明者周琪, 張曉英 申請人:湖州師範學院