一种怪坡现象演示装置

摘要

本实用新型公开了一种怪坡现象演示装置，涉及教学教具的设计与技术创新领域。一种一种怪坡现象演示装置，所述怪坡现象演示装置包括硬板Ⅰ、硬板Ⅱ、底板、硬棒Ⅰ、硬棒Ⅱ、球体、直角梯形硬板，所述底板的两侧分别设置有硬板Ⅰ以及硬板Ⅱ，硬板Ⅱ的高度高于硬板Ⅰ的高度，硬棒Ⅰ搭接在硬板Ⅰ和硬板Ⅱ之间，硬棒Ⅱ搭接在硬板Ⅰ和硬板Ⅱ之间，硬棒Ⅰ以及硬棒Ⅱ之间形成10°‑12°的夹角，硬板Ⅰ、硬板Ⅱ、底板、硬棒Ⅰ以及硬棒Ⅱ围合形成倾斜向上的轨道，球体放置于轨道的最低点处，硬棒Ⅰ以及硬棒Ⅱ的下端连接有直角梯形硬板，直角梯形硬板的斜边和硬棒等长对齐。

说明书

技术领域

本实用新型涉及教学教具的设计与技术创新领域，具体涉及一种怪坡现象演示装置。

背景技术

现有技术中缺少一个模拟教具来演示怪坡视觉现象的装置，老师在讲解怪坡现象的原理时，很苍白无力，且学生的参与性较差，知识的接受度较低。因而需要一个可操作演示的装置，用教具直观演示怪坡现象，来解释怪坡这一物理现象其中的科学原理。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种怪坡现象演示装置，解决现有技术中缺少一个模拟教具来演示怪坡视觉现象的装置，老师在讲解怪坡现象的原理时，很苍白无力，且学生的参与性较差，接受度较低的问题。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种怪坡现象演示装置，所述怪坡现象演示装置包括硬板Ⅰ1、硬板Ⅱ2、底板3、硬棒Ⅰ4、硬棒Ⅱ5、球体6、直角梯形硬板7，所述底板3的两侧分别设置有硬板Ⅰ1以及硬板Ⅱ2，硬板Ⅱ2的高度高于硬板Ⅰ1的高度，硬棒Ⅰ4搭接在硬板Ⅰ1和硬板Ⅱ2 之间，硬棒Ⅱ5搭接在硬板Ⅰ1和硬板Ⅱ2之间，硬棒Ⅰ4以及硬棒Ⅱ5之间形成 10°-12°的夹角，硬板Ⅰ1、硬板Ⅱ2、底板3、硬棒Ⅰ4以及硬棒Ⅱ5围合形成倾斜向上的轨道，球体6放置于轨道的最低点处，硬棒Ⅰ4以及硬棒Ⅱ5的下端连接有直角梯形硬板7，直角梯形硬板7的斜边和硬棒等长对齐。

更进一步的技术方案是所述硬板Ⅰ1顶面的竖直宽度为球半径的1.2～1.3 倍，硬板Ⅱ2顶面的竖直宽度为球半径的2.1～2.3倍，硬棒Ⅰ4以及硬棒Ⅱ5间的高度差为球半径的0.2～0.3倍。

更进一步的技术方案是所述底板3上设置有卡槽9，卡槽9和直角梯形硬板 7的直角边相适配，直角梯形硬板7和底板3通过卡槽9进行卡接。

更进一步的技术方案是所述硬板Ⅱ2上设置有凹槽8，凹槽8等距设置，硬棒Ⅰ4一端和硬板Ⅰ1固定连接，另一端和硬板Ⅱ2通过凹槽8搭接；硬棒Ⅱ5 一端和硬板Ⅰ1固定连接，另一端和硬板Ⅱ2通过凹槽8搭接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本申请提供了一种怪坡现象演示装置，通过硬棒Ⅰ4、硬棒Ⅱ5以及竖立的梯形形成怪坡的临近参照系，球体6 运动相当于在怪坡上运动的物体，从而从现场演示了怪坡现象，增强学生的参与度，且便于探究怪坡现象形成的原理，激发学生的探索热情。本演示装置揭示了怪坡的原理，把宏观的场景用微观可操作的实验演示，直观、形象，实验可操作重复进行，遵循科学原理，符合事实，也符合中小学生的认知规律，学生能从现象中分析其中的科学原理，这样的装置演示也是有利于学生展开科学探究，激发学生探索大自然奥秘。

附图说明

图1为本实用新型的正视图。

图2为本实用新型的立体图。

图3为本实用新型的底板结构图。

图中：1-硬板Ⅰ，2-硬板Ⅱ，3-底板，4-硬棒Ⅰ，5-硬棒Ⅱ，6-球体，7- 直角梯形硬板，8-凹槽，9-卡槽。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-3所示，一种怪坡现象演示装置，一种怪坡现象演示装置，所述怪坡现象演示装置包括硬板Ⅰ1、硬板Ⅱ2、底板3、硬棒Ⅰ4、硬棒Ⅱ5、球体6、直角梯形硬板7，所述底板3的两侧分别设置有硬板Ⅰ1以及硬板Ⅱ2，硬板Ⅱ2的高度高于硬板Ⅰ1的高度，硬棒Ⅰ4搭接在硬板Ⅰ1和硬板Ⅱ2之间，硬棒Ⅱ5搭接在硬板Ⅰ1和硬板Ⅱ2之间，硬棒Ⅰ4以及硬棒Ⅱ5之间形成10°-12°的夹角，硬板Ⅰ1、硬板Ⅱ2、底板3、硬棒Ⅰ4以及硬棒Ⅱ5围合形成倾斜向上的轨道，球体6放置于轨道的最低点处，硬棒Ⅰ4以及硬棒Ⅱ5的下端连接有直角梯形硬板7，直角梯形硬板7的斜边和硬棒等长对齐。

选用两个相同笔直光滑的硬棒，一个表面光滑的空心球体6，两个长、宽相同，高不同的长方体硬板作为硬棒的支撑体，两长方体与水平放置硬板垂直国定连接，做两个相同的直角梯形硬板7，直角梯形硬板7上下底和两个长方体的高相同，直角梯形硬板7的一斜边与硬棒等长对齐，直角梯形硬板7的另一直角边与水平放置底板3垂直相接，两个直角梯形硬板7粘接在硬板Ⅰ1以及硬板Ⅱ2 高的边上，硬板Ⅰ1、硬板Ⅱ2、底板3、硬棒Ⅰ4以及硬棒Ⅱ5围合形成横截面为等腰梯形的空心五面体，把硬棒Ⅰ4以及硬棒Ⅱ5成一定的角度固定在硬板Ⅰ1 以及硬板Ⅱ2上，模拟演示时将一个球放在硬棒Ⅰ4以及硬棒Ⅱ5上面低的一端，松手开时球体6就会夹在硬棒Ⅰ4以及硬棒Ⅱ5的轨道上运动，且越滚越快，球体6从硬棒接触点较低的一端滚向较高的一端，这种运动的轨迹是重力的作用和轨道的设计形成的。

所述硬板Ⅰ1顶面的竖直宽度为球半径的1.2～1.3倍，硬板Ⅱ2顶面的竖直宽度为球半径的2.1～2.3倍，硬棒Ⅰ4以及硬棒Ⅱ5间的高度差为球半径的 0.2～0.3倍。通过尺寸的限制，保证了演示装置能完成怪坡现象的演示。

所述底板3上设置有卡槽9，卡槽9和直角梯形硬板7的直角边相适配，直角梯形硬板7和底板3通过卡槽9进行卡接。通过直角梯形硬板7和底板3通过卡槽9连接的设计，便于直角梯形硬板7的安装以及移除，移除两侧竖立的直角梯形硬板7，可以清晰的看到球体6移动的轨迹，便于学生在看到现场视角误差后积极探索，移开两侧竖立的直角梯形硬板7，可看到球体6的重心由高处位置向低处位置移动。

所述硬板Ⅱ2上设置有凹槽8，凹槽8等距设置，硬棒Ⅰ4一端和硬板Ⅰ1 固定连接，另一端和硬板Ⅱ2通过凹槽8搭接；硬棒Ⅱ5一端和硬板Ⅰ1固定连接，另一端和硬板Ⅱ2通过凹槽8搭接。通过等距设置的凹槽8，便于调整硬棒Ⅰ4和硬棒Ⅱ5的端距，从而培养学生积极探索的兴趣。

工作原理：硬棒张开一定角度放在硬板Ⅰ1以及硬板Ⅱ2上面，球体6放置于硬棒Ⅰ4以及硬棒Ⅱ5围合形成的轨道的最低点处，球体6与硬棒Ⅰ4以及硬棒Ⅱ5接触相切两点距离逐渐增大，使得球体6的重心由高处位置向低处位置移动，从而形成球体6重心下移，视觉球体6与硬棒Ⅰ4以及硬棒Ⅱ 5相切点由低处向到高处位置滚动，演示时人们的现场视觉是球体6由低处向高处滚动，这是由于眼睛以两根硬棒的摆放作为参照系来评定球体6由低处向高处滚动的，忽视了球体6重心的下移。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。