專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于探究擺的秘密的教具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)用具，具體而言涉及一種用于探究擺的秘密的教具。
背景技術(shù)：
在教學(xué)中，會(huì)用到各式各樣的教具，教具的使用有助于將教學(xué)內(nèi)容直觀化，形象生動(dòng)化和深入化，對(duì)學(xué)生理解知識(shí)，培養(yǎng)想象與思維能力具有重要的作用。擺，是小學(xué)科學(xué)課，中學(xué)甚至大學(xué)物理課上的一個(gè)重要概念，擺所做的擺動(dòng)，是教學(xué)中一種重要的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，包含著豐富的物理原理。譬如在物理學(xué)史上，法國(guó)物理學(xué)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(dòng)平面會(huì)發(fā)生變化，唯一合理的解決就是地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致觀察者觀察角度在變化，從而證實(shí)了地球自轉(zhuǎn)現(xiàn)象的存在，這種擺后來(lái)被成為傅科擺。為了向?qū)W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(guān)于擺的教具被廣泛采用。比如，有的教具制作擺時(shí)，將擺球內(nèi)裝入細(xì)沙，在擺動(dòng)中通過(guò)細(xì)沙不斷漏下來(lái)描繪擺動(dòng)軌跡從而體現(xiàn)擺動(dòng)平面的變化，進(jìn)而重現(xiàn)傅科擺的實(shí)驗(yàn)，但是，細(xì)沙從擺球中漏下會(huì)導(dǎo)致擺球重心的變化，從嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)不是同一個(gè)擺在擺動(dòng)，而是時(shí)刻變化的擺在擺動(dòng)，因此說(shuō)服力不強(qiáng)。還有的教具在擺球上安裝有畫(huà)筆，與下面的畫(huà)板相接觸，進(jìn)而描述擺動(dòng)軌跡，但缺點(diǎn)是難以回避描繪軌跡時(shí)摩擦力的存在，相當(dāng)于給擺動(dòng)增加了一個(gè)外力，使傅科擺實(shí)驗(yàn)失真，亦缺乏說(shuō)服力。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種用于探究擺的秘密的教具，該教具更加真實(shí)再現(xiàn)傅科擺，并能生動(dòng)模擬地球南北極自轉(zhuǎn)下擺的擺動(dòng)，具有良好的展示和說(shuō)服效果。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案一種用于探究擺的秘密的教具，包括底盤(pán)和位于底盤(pán)兩側(cè)的立柱，在兩側(cè)立柱上安裝有橫梁，橫梁上連接有擺繩，擺繩上安有擺球，其特征在于，所述底盤(pán)上安有磁性畫(huà)板，所述擺球上安有磁性畫(huà)筆。所述磁性畫(huà)板具有凹面，所述磁性畫(huà)筆與磁性畫(huà)板凹面不接觸，當(dāng)磁性畫(huà)筆隨擺球擺動(dòng)時(shí)，磁性畫(huà)筆與磁性畫(huà)板凹面的距離保持恒定。所述橫梁上安裝有量角器，所述底盤(pán)與電機(jī)相連，電機(jī)設(shè)置在底座上。從上述的技術(shù)方案可以看出，本教具在擺球上安裝有磁性畫(huà)筆，下方設(shè)有磁性畫(huà)板，二者不需接觸即能描繪擺動(dòng)軌跡，磁性畫(huà)板具有凹面，在擺動(dòng)過(guò)程中始終與磁性畫(huà)筆保持等距，具有良好的繪圖效果；另外，底盤(pán)通過(guò)電機(jī)在底座上可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可以直觀生動(dòng)展示地球南北極自轉(zhuǎn)條件下擺的運(yùn)動(dòng)情況。

圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明在底座I上安裝有電機(jī)2，電機(jī)2與底盤(pán)3相連并能帶動(dòng)底盤(pán)3轉(zhuǎn)動(dòng)。在底盤(pán)3上安裝有兩側(cè)立柱，其中立柱5和立柱7相連成為左側(cè)立柱，立柱6和立柱8相連成為右側(cè)立柱(采用此組合形式目的為便于拆裝打包，也可以直接采用兩個(gè)獨(dú)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(jù)實(shí)驗(yàn)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(huà)筆(圖中為顯示)，根據(jù)實(shí)際需要可以增加或減少擺球和擺繩的數(shù)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(jù)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(pán)3上安裝有磁性畫(huà)板4，磁性畫(huà)板4具有凹面，擺球13與磁性畫(huà)板凹面不接觸，在擺球13擺動(dòng)時(shí)，磁性畫(huà)筆端點(diǎn)到磁性畫(huà)板凹面的垂直距離始終保持恒定，這樣使得磁性畫(huà)板凹面感受到磁性畫(huà)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(jìn)行傅科擺的實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(shí)對(duì)準(zhǔn)磁性畫(huà)板4的凹面中心，是擺球13擺動(dòng)后，磁性畫(huà)板即可在磁性畫(huà)板4的凹面上記錄擺動(dòng)軌跡，實(shí)驗(yàn)表明擺動(dòng)平面在逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，表明地球在自西向東進(jìn)行自轉(zhuǎn)。開(kāi)動(dòng)電機(jī)2，底盤(pán)3被電機(jī)2帶動(dòng)在底座I上旋轉(zhuǎn)，是擺球13擺動(dòng)，可以形象模擬地球自轉(zhuǎn)下擺的運(yùn)動(dòng)情況，底盤(pán)3的轉(zhuǎn)動(dòng)方向有順時(shí)針和逆時(shí)針兩種，用于分別模擬南北半球自轉(zhuǎn)時(shí)擺動(dòng)情況。本教具還可以研究擺的等時(shí)性、改變擺錘質(zhì)量、改變擺錘的重心等實(shí)驗(yàn)，具有多種演示功能。
權(quán)利要求1.一種用于探究擺的秘密的教具，包括底盤(pán)和位于底盤(pán)兩側(cè)的立柱，在兩側(cè)立柱上安裝有橫梁，橫梁上連接有擺繩，擺繩上安有擺球，其特征在于，所述底盤(pán)上安有磁性畫(huà)板，所述擺球上安有磁性畫(huà)筆。
2.如權(quán)利要求I所述的用于探究擺的秘密的教具，其特征在于，所述磁性畫(huà)板具有凹面，所述磁性畫(huà)筆與磁性畫(huà)板凹面不接觸，當(dāng)磁性畫(huà)筆隨擺球擺動(dòng)時(shí)，磁性畫(huà)筆與磁性畫(huà)板凹面的距離保持恒定。
3.如權(quán)利要求2所述的用于探究擺的秘密的教具，其特征在于，所述橫梁上安裝有量角器，所述底盤(pán)與電機(jī)相連，電機(jī)設(shè)置在底座上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于探究擺的秘密的教具，包括底盤(pán)和位于底盤(pán)兩側(cè)的立柱，在兩側(cè)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(pán)上安有磁性畫(huà)板，所述擺球上安有磁性畫(huà)筆。該教具更加真實(shí)再現(xiàn)傅科擺，并能生動(dòng)模擬地球南北極自轉(zhuǎn)下擺的擺動(dòng)，具有良好的展示和說(shuō)服效果。
文檔編號(hào)G09B23/10GK202758521SQ20122024381
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者肖雙春, 孟偉宏, 張麗娜, 陳群, 王麗英, 王瑞玲, 高春鵬 申請(qǐng)人:肖雙春, 孟偉宏