CN108109484A - 一种可适量调整的勾股定理演示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可适量调整的勾股定理演示装置，包括转盘和支架，转盘前侧固定有第一正方形框架、第二正方形框架和第三正方形框架；第一正方形框架为固定框架，第二正方形框架和第三正方形框架为边长可调的活动框架，转盘后侧还设有电磁铁。本发明的勾股定理演示装置，能够方便的实现边长调整，可以更好的启发学生思维，增加学生的学习兴趣。

Description

一种可适量调整的勾股定理演示装置

技术领域

本发明涉及教学用具领域，特别是一种可适量调整的勾股定理演示装置。

背景技术

公告号为CN206480243U的中国专利申请披露了一种勾股定理演示装置，用于勾股定理的教学。其基本原理是将a2+b2=c2中的a、b、c对应相应边长正方行的面积，并且在边长为a、b的两个正方形中注水，然后使两个正方形中的水流入边长为c的正方形中，从而证明了勾股定理。

三个正方形的扁平水箱设置在一个转盘上，并且三个正方形偏平水箱通过相应的边连接成一个直角三角形，从而能够给学生以直观的印象；而且转盘可以在竖直平面内旋转，边长为c的正方形在上时，水在边长为a、b的正方形中，边长为c的正方形在下时，水流入边长为c的正方形，转动转盘即可完成实验，使用也较为方便。

但是，上述演示仪有一些缺陷，包括：只能显示固定的a、b、c，边长是无法进行调整的，无法满足好奇心较重学生，不利于进一步启发学生的兴趣和智力。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现边长调整的勾股定理演示仪，用于解决现有的勾股定理演示仪定边长的问题。

本发明的方案包括：

一种可适量调整的勾股定理演示装置，包括转盘和支架，转盘前侧固定有第一正方形框架、第二正方形框架和第三正方形框架；第一正方形框架为固定框架，第二正方形框架和第三正方形框架为边长可调的活动框架，第二正方形框架由四个滑轮单元A、B、C、D和绕在四个滑轮单元上的条带构成；第二正方形由四个滑轮单元E、F、G、H和绕在四个滑轮单元上的条带构成；滑轮单元A固定在第一正方形框架第一边的一个顶点，滑轮单元E固定在第一正方形框架第一边的另一个顶点；滑轮单元D在滑动装配在一个轨道上，所述轨道与第一正方形框架的第一边垂直设置；滑轮单元E也在滑动装配在所述轨道上；滑轮单元B、C、F、G为能够在转盘上自由移动的滑轮单元，且滑轮单元B、C、F、G具有磁性，所述转盘后侧设置分别与滑轮单元B、C、F、G相对于的磁体块；转盘后侧还设有电磁铁；滑轮单元D、E与第一正方形框架的第一边之间连接一条拉绳。

进一步的，所述滑轮单元包括直角座和滑轮，滑轮转动装配在直角座上，条带设置在直角座和滑轮之间。

进一步的，所述滑轮单元A、H的直角座还具有通孔。

进一步的，所述演示装置还包括用于布置与第一正方形框架、第二正方形框架或第三正方形框架中的磁性球。

本发明的勾股定理演示装置，能够方便的实现边长调整，可以更好的启发学生思维，增加学生的学习兴趣。本发明除了可以用于数学学科的教育，还可以用于金融管理、财会、物理、地理、机械、材料、电气工程等多种学科的教育教学。

附图说明

图1是本发明的结构图（前侧）；

图2是滑轮单元A的结构图；

图3是滑轮单元B的结构图；

图4是边长调整示意图；

图5是带有空隙的条带示意图；

图6是开关电源原理图。

具体实施方式

为了能够实现边长可调整，本发明的基本思路是通过可调节长度的柔性材料来形成正方形框架结构，同时用固体球来取代水，为了保证固体球能够在转盘上固定、流动，将固体球的材质选择为软磁性材料，从而形成磁性球，并且在转盘的另一侧安装能够吸附磁性球的电磁铁。

下面结合附图进行具体说明。

实施例1

如图1所示，a为一个固定的正方形框架，b、c为可调边长的正方形框架。1为转盘，2支架，转盘1可以绕支架旋转。关于转盘1与支架2的结构，可以采用现有技术的技术手段，在此不再赘述。

c框架由四个滑轮单元A、B、C、D和绕在四个滑轮单元上的条带构成，条带可以采用碳素钢，厚度0.4-0.5cm，即与卷尺的尺条材质基本相同，厚度比卷尺尺条更厚，保证其不易弯曲变形。滑轮单元A的结构如图2所示，包括一个直角座61，滑轮转动装配在直角座61上，条带设置在滑轮与直角座61之间。该滑轮单元固定在a框架竖直边的一个顶点上，条带从首端到末端是连续的，即按照31、32、33、34、30的顺序。滑轮单元A固定了条带31的一端，且条带34的末端从滑轮单元A的直角座61的一个通孔中穿出，即为条带30。滑轮单元B、C、D均为能够在转盘1上移动的滑轮单元，其中B、C可以任意移动，D仅能够沿着轨道50移动。滑轮单元B的结构如图3所示，也包括一个直角座60，滑轮安装在直角座60上，条带设置在滑轮与直角座60之间。滑轮单元C、D的结构与滑轮单元B的机构相同，只是滑轮D对应的直角座装配在轨道50上，仅能沿着轨道50导向移动。

条带31、32、33、34、30依次经过滑轮单元A、B、C、D，可以通过调整滑轮单元B、C、D的位置和抽、拉条带末端30实现正方形框架c的边长调整。刻度

b框架结构与c框架结构完全相同，也由四个滑轮单元E、F、G、H和绕在四个滑轮单元上的条带41、42、43、40构成，条带是连续的，从首端到末端依次是41、42、43、40。滑轮单元H的结构与滑轮单元A相同，且H固定在a框架竖直边的另一个顶点上，即与A所在顶点同处于一条边，且轨道50与该边垂直。滑轮单元E结构与滑轮单元D相同，并且滑轮单元E也仅能沿着轨道50导向移动。滑轮单元F、G与滑轮单元B、C结构相同。条带41、42、43、44、40依次经过滑轮单元E、F、G、H，可以通过调整滑轮单元E、F、G的位置和抽、拉条带末端30实现正方形框架c的边长调整。

唯一不同在于，条带41也可以沿着轨道50设置，更容易形成标准的正方形。

由于滑轮单元D、E实际总是同步动作，相对位置不变，因此可以将滑轮单元D、E的直角座固定连接起来。

滑轮单元A-H中，A、H可以通过直角座直接固定在转盘1上。D、E的直角座可以与轨道50滑动装配。对于B、C、F、G，可以将他们的直角座用磁性材料构成，并且在转盘后侧与B、C、F、G相对应的位置上也对应设置用于固定的磁体块。需要移动B、C、F、G时，将转盘后侧的磁体块取下，需要固定B、C、F、G时，再将磁体块放到相应位置上，通过直角座与磁体块的吸引作用，使得B、C、F、G被固定在转盘1上。

另外，转盘1后侧还安装有一个电磁铁，电磁铁的磁场应能够基本覆盖整个转盘区域。

在做实验时，将a、b框架中铺满磁性球，并且给电磁铁通电，使磁性球吸附在转盘上。然后转动转盘1，使得c框架处于下方，此时减小电磁铁的电流，使磁性球能吸附在转盘上，同时又使人能够较容易的将磁性球取下，放入c框架中。最终应能够看到实验结果是a、b框架中的所有磁性球恰好能够全部放入c框架中，从而证明的勾股定理。

需要调整b、c框架的边长时，按照上面介绍的方法进行调整即可，如图4所示，虚线表示原位置。

滑轮单元D、E在滑动过程中，向右滑动受到轨道50右端的凸起51的限制作用，向右不能超过51的位置。

实施例2

实施例1中，需要手动将磁性球放入第一正方形框架、第二正方形框架或第三正方形框架中。

本实施例中，提供一种可以使磁性球自动滚入需要的框架中的方式。以正方形框架c为例，如图5所示，处于滑轮单元A、D之间的条带34的结构具有空隙，空隙之间制成了多个阻挡齿，如341、342、343，阻挡齿间隔设置，阻挡齿之间的空隙可以使磁性球滚过。阻挡齿可以避免磁性球滚的过快。为了保证条带34带有空隙，可以将条带31、32、33、34、30末端超过四分之一的部分具有如图5的结构，其余部分不具有空隙，避免磁性球滚出正方形框架区域。

同理，正方形框架b也可以如此设置，即HE之间的部分设置为具有空隙。

实施例3

本实施例与实施例1或实施例2的区别在于，为了方便操作，可以通过调节通过电磁铁的电流改变磁场强弱。一种用于该用途的电路如图6所示，包括依次连接的交流电源、变压器T，整流二极管D1和三极管Q，三极管基极连接一个偏置电路，偏置电路包括串联的电阻R和稳压管D2，偏置电路与一个电容C并联。当给出触发脉冲时，三极管导通，关闭触发脉冲时，三极管截止，从而可以通过控制三极管产生大小可调的直流电，用于改变磁场强弱，方便控制磁性球在转盘上的滚动阻力。

实施例4

上面的各个实施例中，通过拉伸30、40以调整b、c框架的各个边长相等从而形成标准的正方形。但是仅仅依靠视觉有时候不易进行调整。为了便于调整b、c框架的各个边长相等形成标准的正方形，可以将条带上标注刻度，形成尺条。通过查看刻度，容易使各个边长相等。

实施例5

以上实施例中，轨道50在远离第一正方形框架a竖直边的一端具有一个凸起，用于阻挡滑轮单元D、E的移动。实际上也可以不设置该凸起，而在滑轮单元D、E与第一正方形框架a之间拉一条拉绳，这样D、E也就不能超出拉绳的长度。

作为其他实施方式，也可以不设置凸起或者拉绳，使D、E可以自由调整。

实施例6

以上实施例中，滑轮单元D、E分别移动。而由于D、E实际的运动轨迹是同步的，因此，在本实施例中，在滑轮单元D、E之间安装一个固定板，固定板一端固定D、另一端固定E，这样D、E就可以同步运动。

Claims (4)

1.一种可适量调整的勾股定理演示装置，包括转盘和支架，其特征在于，转盘前侧固定有第一正方形框架、第二正方形框架和第三正方形框架；第一正方形框架为固定框架，第二正方形框架和第三正方形框架为边长可调的活动框架，第二正方形框架由四个滑轮单元A、B、C、D和绕在四个滑轮单元上的条带构成；第二正方形由四个滑轮单元E、F、G、H和绕在四个滑轮单元上的条带构成；滑轮单元A固定在第一正方形框架第一边的一个顶点，滑轮单元H固定在第一正方形框架第一边的另一个顶点；滑轮单元D在滑动装配在一个轨道上，所述轨道与第一正方形框架的第一边垂直设置；滑轮单元E也在滑动装配在所述轨道上；滑轮单元B、C、F、G为能够在转盘上自由移动的滑轮单元，且滑轮单元B、C、F、G具有磁性，所述转盘后侧设置分别与滑轮单元B、C、F、G相对于的磁体块；转盘后侧还设有电磁铁；滑轮单元D、E与第一正方形框架的第一边之间连接一条拉绳。

2.根据权利要求1所述的一种可适量调整的勾股定理演示装置，其特征在于，所述滑轮单元包括直角座和滑轮，滑轮转动装配在直角座上，条带设置在直角座和滑轮之间。

3.根据权利要求2所述的一种可适量调整的勾股定理演示装置，其特征在于，所述滑轮单元A、H的直角座还具有通孔。

4.根据权利要求2所述的一种可适量调整的勾股定理演示装置，其特征在于，所述演示装置还包括用于布置与第一正方形框架、第二正方形框架或第三正方形框架中的磁性球。