[发明专利]一种可交叉教学演示的物理教具及教学方法

权利要求书

1.一种可交叉教学演示的物理教具，其特征在于：包括基台(1)、放置板(2)和控制器；所述控制器用于控制教具自动运行；所述放置板(2)固定安装在基台(1)上表面上；所述放置板(2)一侧安装有浮力演示模块(3)和形变演示模块(4)；所述浮力演示模块(3)用于演示浮力变化，浮力演示模块(3)包括透明材料制成的集球室(31)、出球管(32)、悬浮块(33)、储水室(34)和测量室(35)；所述集球室(31)固定安装在放置板(2)上设置有的基台(1)上，集球室(31)内装有标准的量球(311)；所述储水室(34)放置在基台(1)上表面上，储水室(34)中部设有隔板，隔板将储水室(34)分为第一腔室(341)和第二腔室(342)，隔板下方设置有通槽，隔板靠近集球室(31)的一侧为第一腔室(341)；所述第一腔室(341)和第二腔室(342)内均装有水，其中第二腔室(342)内悬浮着悬浮块(33)；所述悬浮块(33)内设置有容纳腔；所述出球管(32)用于连通集球室(31)内部和容纳腔；所述集球室(31)对应出球管(32)的位置处设置有电动门(36)；所述测量室(35)位于储水室(34)远离集球室(31)的一侧，测量室(35)通过出水管(37)与第一腔室(341)连通；所述形变演示模块(4)位于出水管(37)上方，形变演示模块(4)能够利用出水管(37)内的水流冲击进行形变演示；所述形变演示模块(4)包括激光灯(41)、平面镜(42)、直板(43)和显示板(44)；所述直板(43)位于出水管(37)上方，直板(43)固定安装在放置板(2)上；所述出水管(37)通过软管(38)与直板(43)表面连接；所述平面镜(42)平行设置在直板(43)上方，且平面镜(42)靠近直板(43)的一侧为反射面；所述激光灯(41)位于集球室(31)和直板(43)之间，且激光灯(41)球接在放置板(2)上；所述显示板(44)位于直板(43)另一侧，且显示板(44)铰接在放置板(2)上；通过提前利用控制器打开激光灯(41)，随后调整好射出角度，利用光的折射使得光打在显示板(44)上，当出水管(37)内的水流在排出的过程中会导入到相连通的软管(38)内，从而冲击相连的直板(43)，直板(43)受轻微冲击时，肉眼无法观测到直板(43)发生了形变，但是直板(43)局部形变，会使得光折射到该处时折射角度发生改变，从而使得显示板(44)上的光点发生位移，其中显示板(44)能够调节，利用光点的位移来展示直板(43)的形变，进而使得学生能够直观感受直板(43)在水流的冲击下产生形变；所述形变演示模块(4)还包括调节单元(45)；所述调节单元(45)能够对直板(43)的有效长度进行调节，调节单元(45)包括滑块(451)、支架、连接弹簧(453)、钢丝绳(454)和叶轮(455)；所述滑块(451)设有两个，且两滑块(451)均滑动安装在放置板(2)上，滑块(451)上均设置有安装槽，安装槽用于固定直板(43)；所述滑块(451)另一端可拆卸的安装在支架上；所述支架能够在基台(1)表面随滑块(451)同步移动；所述连接弹簧(453)用于连接两滑块(451)；所述叶轮(455)转动安装在测量室(35)的侧壁上，且叶轮(455)正对着出水管(37)的端部；所述钢丝绳(454)对应滑块(451)设置，且钢丝绳(454)均一端连接在叶轮(455)上、另一端与对应的滑块(451)连接；所述集球室(31)底壁倾斜设置；所述出球管(32)弧形设置，用于降低量球(311)滚动的速度；所述出球管(32)内壁上均设置有缓冲单元(5)；所述缓冲单元(5)用于对量球(311)进行缓冲，缓冲单元(5)包括弹性膜(51)和缓冲弹簧(52)；所述弹性膜(51)均粘连在出球管(32)内壁上，且弹性膜(51)交错布置；所述弹性膜(51)内部填充着至少一个缓冲弹簧(52)；所述缓冲弹簧(52)固连在出球管(32)内壁上；所述可交叉教学演示的物理教具的操作步骤如下：

S1：向集球室内投放至少三个标准量球，保证所有量球的规格一致；

S2：利用控制器控制S1中集球室上的电动门间歇打开，实现间歇投放S2标准量球，量球间歇从出球管落下，并相应记录量球的个数；

S3：待S2中的量球落入到悬浮块上的容纳腔内，从而改变了悬浮块的整体重量，直至重力大于储水室内水的浮力，水会从出水管流出到测量室内；

S4：记录S3中测量室内水的体积，随后根据阿基米德定律算出悬浮块的体积，再根据体积求算出悬浮块的重量；

S5：同时利用S3中出水管的水流冲击力冲击直板，同时控制器打开激光灯，使得激光灯的光打在显示板上，从而利用光的折射展示出直板的形变；

S6：待S5中的形变演示完毕后，将教具整理，等待下次使用。

2.根据权利要求1所述的一种可交叉教学演示的物理教具，其特征在于：所述出水管(37)的内径设置为两端较中部小，用于保持出水管(37)中部的水量充足。