一種用於探究擺的秘密的教具的製作方法
2023-05-26 22:40:11 2
專利名稱：一種用於探究擺的秘密的教具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種教學用具，具體而言涉及一種用於探究擺的秘密的教具。
背景技術：
在教學中，會用到各式各樣的教具，教具的使用有助於將教學內容直觀化，形象生動化和深入化，對學生理解知識，培養想像與思維能力具有重要的作用。擺，是小學科學課，中學甚至大學物理課上的一個重要概念，擺所做的擺動，是教學中一種重要的機械運動，包含著豐富的物理原理。譬如在物理學史上，法國物理學家傅科在185 1年向人們展示了在只受重力作用下的擺，其擺動平面會發生變化，唯一合理的解決就是地球自轉導致觀察者觀察角度在變化，從而證實了地球自轉現象的存在，這種擺後來被成為傅科擺。為了向學生講解和展示傅科擺以及擺的其他各種原理，探究擺的秘密，許多關於擺的教具被廣泛採用。比如，有的教具製作擺時，將擺球內裝入細沙，在擺動中通過細沙不斷漏下來描繪擺動軌跡從而體現擺動平面的變化，進而重現傅科擺的實驗，但是，細沙從擺球中漏下會導致擺球重心的變化，從嚴格意義上來說不是同一個擺在擺動，而是時刻變化的擺在擺動，因此說服力不強。還有的教具在擺球上安裝有畫筆，與下面的畫板相接觸，進而描述擺動軌跡，但缺點是難以迴避描繪軌跡時摩擦力的存在，相當於給擺動增加了一個外力，使傅科擺實驗失真，亦缺乏說服力。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種用於探究擺的秘密的教具，該教具更加真實再現傅科擺，並能生動模擬地球南北極自轉下擺的擺動，具有良好的展示和說服效果。為實現上述目的，本實用新型採取以下技術方案一種用於探究擺的秘密的教具，包括底盤和位於底盤兩側的立柱，在兩側立柱上安裝有橫梁，橫梁上連接有擺繩，擺繩上安有擺球，其特徵在於，所述底盤上安有磁性畫板，所述擺球上安有磁性畫筆。所述磁性畫板具有凹面，所述磁性畫筆與磁性畫板凹面不接觸，當磁性畫筆隨擺球擺動時，磁性畫筆與磁性畫板凹面的距離保持恆定。所述橫梁上安裝有量角器，所述底盤與電機相連，電機設置在底座上。從上述的技術方案可以看出，本教具在擺球上安裝有磁性畫筆，下方設有磁性畫板，二者不需接觸即能描繪擺動軌跡，磁性畫板具有凹面，在擺動過程中始終與磁性畫筆保持等距，具有良好的繪圖效果；另外，底盤通過電機在底座上可以進行轉動，從而可以直觀生動展示地球南北極自轉條件下擺的運動情況。
圖I為本實用新型結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型做進一步說明在底座I上安裝有電機2，電機2與底盤3相連並能帶動底盤3轉動。在底盤3上安裝有兩側立柱，其中立柱5和立柱7相連成為左側立柱，立柱6和立柱8相連成為右側立柱(採用此組合形式目的為便於拆裝打包，也可以直接採用兩個獨立的立柱)，上方具有橫梁9，立柱中間有可拔插橫梁10，橫梁10可根據實驗或演示需要決定是否安裝。擺繩11、擺繩12 —端分別與橫梁9相連，下端分別安有擺球13、擺球14，擺球13上安有磁性畫筆(圖中為顯示)，根據實際需要可以增加或減少擺球和擺繩的數量。橫梁10上安裝有擺繩15和擺繩16，各自連有擺球17和擺球18 (如前述，根據需要決定是否安裝)。在橫梁10上安裝有量角器19(也可以安裝在橫梁9上，此種情況圖中未顯示)。底盤3上安裝有磁性畫板4，磁性畫板4具有凹面，擺球13與磁性畫板凹面不接觸，在擺球13擺動時，磁性畫筆端點到磁性畫板凹面的垂直距離始終保持恆定，這樣使得磁性畫板凹面感受到磁性畫筆的磁力始 終相等，從而使描繪出的軌跡力度均勻清晰。在進行傅科擺的實驗時，不安裝橫梁10，擺繩12和擺球14也不安裝在橫梁9上，只在橫梁9中間保留擺繩11和擺球13，擺球13自然下垂時對準磁性畫板4的凹面中心，是擺球13擺動後，磁性畫板即可在磁性畫板4的凹面上記錄擺動軌跡，實驗表明擺動平面在逆時針旋轉，表明地球在自西向東進行自轉。開動電機2，底盤3被電機2帶動在底座I上旋轉，是擺球13擺動，可以形象模擬地球自轉下擺的運動情況，底盤3的轉動方向有順時針和逆時針兩種，用於分別模擬南北半球自轉時擺動情況。本教具還可以研究擺的等時性、改變擺錘質量、改變擺錘的重心等實驗，具有多種演示功能。
權利要求1.一種用於探究擺的秘密的教具，包括底盤和位於底盤兩側的立柱，在兩側立柱上安裝有橫梁，橫梁上連接有擺繩，擺繩上安有擺球，其特徵在於，所述底盤上安有磁性畫板，所述擺球上安有磁性畫筆。
2.如權利要求I所述的用於探究擺的秘密的教具，其特徵在於，所述磁性畫板具有凹面，所述磁性畫筆與磁性畫板凹面不接觸，當磁性畫筆隨擺球擺動時，磁性畫筆與磁性畫板凹面的距離保持恆定。
3.如權利要求2所述的用於探究擺的秘密的教具，其特徵在於，所述橫梁上安裝有量角器，所述底盤與電機相連，電機設置在底座上。
專利摘要本實用新型公開了一種用於探究擺的秘密的教具，包括底盤和位於底盤兩側的立柱，在兩側立柱上安裝有橫梁，橫梁上連接有擺繩，擺繩上安有擺球，所述底盤上安有磁性畫板，所述擺球上安有磁性畫筆。該教具更加真實再現傅科擺，並能生動模擬地球南北極自轉下擺的擺動，具有良好的展示和說服效果。
文檔編號G09B23/10GK202758521SQ20122024381
公開日2013年2月27日 申請日期2012年5月29日 優先權日2012年5月29日
發明者肖雙春, 孟偉宏, 張麗娜, 陳群, 王麗英, 王瑞玲, 高春鵬 申請人:肖雙春, 孟偉宏