CN109615984A - 抛物面焦点演示仪 - Google Patents
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Abstract
抛物面焦点演示仪，包括外罩、底座、底板、抛物面块、弹球；所述底座与底板上表面固定相连，抛物面块以可分离的方式设置在底座上部，抛物面块中心设置有出球孔；外罩罩设在底座和抛物面块外部，外罩侧壁开设有能够将抛物面块以水平侧滑方式取出的面块替口；外罩侧壁还开设有与底座侧壁通孔正相对的取球孔；本发明通过弹球从投球孔自然落下，弹球沿平行于抛物面中心轴的轨迹下落至抛物面，然后经抛物面反弹斜向上运动直至与定位块相碰，模拟了任何一条平行于抛物线中心轴的光线经过抛物面的反射都会通过抛物面的焦点，形象具体。
Description
技术领域：
本发明涉及科教器材技术领域，更具体地说是一种抛物面焦点演示仪。
背景技术：
随着人民生活水平的不断提高，人民对教育的要求也不断提高，教育事业不平衡、不充分的发展带来了许多问题，例如：缺乏综合素质的培养、教师教授某些知识点时缺少更形象生动的教具来帮助学生理解记忆等。
抛物线是指平面内到一个定点（焦点）和一条定直线（准线）距离相等的点的轨而，抛物面由抛物线绕着它的中心轴旋转而成，抛物面应用比较广泛，在车灯、手电筒等照明器具以及雷达中应用得非常多；他们的反光面或者反射面都是抛物面；很多人都知道，光源发出散射的亮光，经反光面反射后，会形成一束平行的光线；但是很多人并不知道为什么会这样、光源的位置有没有什么要求。
老师在教授关于抛物面知识时会通过理论说明或者定理论证的方式，比较抽象的说明任何一条平行于抛物面中心轴的光线经过抛物面的反射都会通过抛物面的焦点，但是这都无法直观的呈现在学生或者其他受众面前，受众们只能死记硬背的记下这一理论，不容易清晰的理解记忆，即使勉强接受了这一概念，但是心里也会保留疑问。
发明内容：
为解决上述问题，克服现有技术的不足，本发明拟提供一种通过弹球反弹轨迹，直观演示抛物面焦点位置的抛物面焦点演示仪。
为实现上述目的，本发明提供的抛物面焦点演示仪，包括外罩、底座、底板、抛物面块、弹球；所述底座与底板上表面固定相连，底座为上部敞口的空腔结构，底座侧壁下部预设位置开设有通孔，抛物面块以可分离的方式设置在底座上部，抛物面块上端面为一条抛物线绕着自身的中心轴旋转而成的抛物面，抛物面块中心设置有出球孔；外罩罩设在底座和抛物面块外部，外罩侧壁开设有能够将抛物面块以水平侧滑方式取出的面块替口；外罩侧壁还开设有与底座侧壁通孔正相对的取球孔；外罩顶部中心设置有螺纹通孔，通孔内以螺纹配合的方式设置有调节旋钮，调节旋钮下部通过细线连接有定位块；外罩顶部螺纹通孔周围设置有预设数量的投球孔。
进一步地，底座的空腔内设置有辅助弹球滑落至底座侧壁通孔的出球轨道；所述出球轨道由出球孔正下方斜向下延伸至底座侧壁通孔。
进一步地，外罩内侧壁下部与底座固定相连。
进一步地，所述底板上表面绕底座侧壁设置有上定位条，底板下表面设置有与上定位条对称的下定位条；外罩外部罩设有支护壳，支护壳敞口一端的边沿与上定位条、下定位条大小、形状适配。
进一步地，所述调节旋钮包括上部的旋动头和下部的螺杆，所述螺杆侧壁上标记有尺寸刻度。
进一步地，所述外罩采用透明的亚克力材质。
本发明的有益效果是：本发明通过弹球从投球孔自然落下，弹球沿平行于抛物面中心轴的轨迹下落至抛物面，然后经抛物面反弹斜向上运动直至与定位块相碰，模拟了任何一条平行于抛物线中心轴的光线经过抛物面的反射都会通过抛物面的焦点，形象具体；抛物面块可以替换、调节旋钮能够调节定位块的位置，从而模拟不同抛物面的不同焦点，能够充分验证同意抛物面拥有共同的焦点，也可以帮助受众大致了解抛物面的形状与焦点的位置关系；弹球通过出球孔、取球孔实现重复的使用，也不会影响后续的投球；支护壳既可以在运输、储藏过程中，罩在外罩外面进行保护，也可以在使用时支撑在底板下面作为支撑台，一件多用。
附图说明：
附图1是本发明支护壳做支撑台时的结构示意图；
附图2是本发明支护壳做保护壳时的结构示意图；
附图3是本发明外罩的结构示意图；
附图4是本发明外罩的剖视结构示意图；
附图中：1、调节旋钮，2、投球孔，3、外罩，4、定位块，5、出球孔，6、抛物面块，7、出球轨道，8、支护壳，9、面块替口，10、底座，11、底板。
具体实施方式：
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明进行更加详细的描述。
在对本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的描述为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如附图1-4所示，抛物面焦点演示仪，包括外罩3、底座10、底板11、抛物面块6；所述底座10与底板11上表面固定相连，底座10为上部敞口的空腔结构，底座10侧壁下部预设位置开设有通孔，抛物面块6以可分离的方式设置在底座10上部，抛物面块6上部为一条抛物线绕着自身的中心轴旋转而成的抛物面，抛物面块6中心设置有出球孔5；外罩3罩设在底座10和抛物面块6外部，外罩3侧壁开设有能够将抛物面块6以水平侧滑方式取出的面块替口9；外罩3侧壁还开设有与底座10侧壁通孔正相对的取球孔；外罩3顶部中心设置有螺纹通孔，通孔内以螺纹配合的方式设置有调节旋钮1，调节旋钮1下部通过细线连接有定位块4，定位块4下底面中心与抛物面焦点重合；外罩3顶部螺纹通孔周围设置有预设数量的投球孔2。
底座10的空腔内设置有由出球孔5正下方斜向下延伸至底座10侧壁通孔的出球轨道7；所述出球轨道7与出球孔5的高度差大于弹球的直径。
外罩3内侧壁下部与底座10固定相连。
所述底板11上表面绕底座10侧壁设置有上定位条，底板11下表面设置有与上定位条对称的下定位条；外罩3外部罩设有支护壳8，支护壳8敞口一端的边沿与上定位条、下定位条大小、形状适配。
所述调节旋钮1包括上部的旋动头和下部的螺杆，所述螺杆侧壁上标记有尺寸刻度。
所述外罩3采用透明的亚克力材质。
实施例1
抛物面焦点演示仪，包括外罩3、底座10、底板11、抛物面块6、弹球；底板11为圆饼状结构，底座10为圆筒结构，底座10下部与底板11上表面固定相连，底座10侧壁下部预设位置开设有能够允许弹球通过的通孔，抛物面块6为圆柱形结构，抛物面块6以可分离的方式设置在底座10上部，抛物面块6上端面为一条抛物线绕着自身的中心轴旋转而成的抛物面，抛物面块6中心设置有出球孔5。
外罩3罩设在底座10和抛物面块6外部，外罩3侧壁开设有能够将抛物面块6以水平侧滑方式取出的面块替口9，面块替口9为在外罩3侧壁上开的一个半圆环形的开口，面块替口9高度大于抛物面块6高度，面块替口9宽度尺寸与外罩3直径尺寸相等；外罩3侧壁还开设有与底座10侧壁通孔正相对的取球孔。
外罩3顶部中心设置有螺纹通孔，通孔内以螺纹配合的方式设置有调节旋钮1，调节旋钮1下部通过细线连接有定位块4；外罩3顶部螺纹通孔周围设置有预设数量的投球孔2；投球孔2为竖直向下的圆形通孔，投球孔2尺寸大于弹球直径的尺寸。
为了方便弹球及时循环利用，底座10的空腔内设置有辅助弹球滑落至底座10侧壁通孔的出球轨道7；所述出球轨道7由出球孔5正下方斜向下延伸至底座10侧壁通孔；出球轨道7可以是倾斜设置的板，可以是倾斜设置的空心筒状结构；如果出球轨道7为板，板的最上端与出球孔5的高度差大于弹球的直径。
外罩3内侧壁下部与底座10固定相连；所述底板11上表面绕底座10侧壁设置有上定位条，底板11下表面设置有与上定位条对称的下定位条；外罩3外部罩设有支护壳8，支护壳8敞口一端的边沿与上定位条、下定位条大小、形状适配；上定位条、下定位条既能提高支护壳8的牢固性，又能限制支护壳8与外罩3同心，保证支护壳8与下定位条配合时整个演示仪的稳定性。
所述调节旋钮1包括上部的旋动头和下部的螺杆，所述螺杆侧壁上标记有尺寸刻度；演示仪配备不同抛物面块6，从面块替口9更换，不同的抛物面块6上面的抛物面不同，焦点也就不同，通过转动调节旋钮1调整定位块4的位置；所述外罩3采用透明的亚克力材质，便于观察弹球的运动轨迹。
本发明通过弹球从投球孔2自然落下，弹球沿平行于抛物面中心轴的轨迹下落至抛物面，然后经抛物面反弹斜向上运动直至与定位块4相碰，模拟了任何一条平行于抛物线中心轴的光线经过抛物面的反射都会通过抛物面的焦点，形象具体；抛物面块6可以替换、调节旋钮1能够调节定位块4的位置，从而模拟不同抛物面的不同焦点，能够充分验证同意抛物面拥有共同的焦点，也可以帮助受众大致了解抛物面的形状与焦点的位置关系；弹球通过出球孔5、取球孔实现重复的使用，也不会影响后续的投球；支护壳8既可以在运输、储藏过程中，罩在外罩3外面进行保护，也可以在使用时支撑在底板11下面作为支撑台，一件多用。
除说明书所述技术特征外，均为本专业技术人员已知技术。
Claims (10)
1.抛物面焦点演示仪，包括外罩（3）、底座（10）、底板（11）、抛物面块（6）；其特征在于所述底座（10）与底板（11）上表面固定相连，底座（10）为上部敞口的空腔结构，底座（10）侧壁下部预设位置开设有通孔，抛物面块（6）以可分离的方式设置在底座（10）上部，抛物面块（6）上部为一条抛物线绕着自身的中心轴旋转而成的抛物面，抛物面块（6）中心设置有出球孔（5）；外罩（3）罩设在底座（10）和抛物面块（6）外部，外罩（3）侧壁开设有能够将抛物面块（6）以水平侧滑方式取出的面块替口（9）；外罩（3）侧壁还开设有与底座（10）侧壁通孔正相对的取球孔；外罩（3）顶部中心设置有螺纹通孔，通孔内以螺纹配合的方式设置有调节旋钮（1），调节旋钮（1）下部通过细线连接有定位块（4），定位块（4）下底面中心与抛物面焦点重合；外罩（3）顶部螺纹通孔周围设置有预设数量的投球孔（2）。
2.如权利要求1所述的抛物面焦点演示仪，其特征在于底座（10）的空腔内设置有由出球孔（5）正下方斜向下延伸至底座（10）侧壁通孔的出球轨道（7）；所述出球轨道（7）与出球孔（5）的高度差大于弹球的直径。
3.如权利要求1所述的抛物面焦点演示仪，其特征在于外罩（3）内侧壁下部与底座（10）固定相连。
4.如权利要求1所述的抛物面焦点演示仪，其特征在于所述底板（11）上表面绕底座（10）侧壁设置有上定位条，底板（11）下表面设置有与上定位条对称的下定位条；外罩（3）外部罩设有支护壳（8），支护壳（8）敞口一端的边沿与上定位条、下定位条大小、形状适配。
5.如权利要求1所述的抛物面焦点演示仪，其特征在于所述调节旋钮（1）包括上部的旋动头和下部的螺杆，所述螺杆侧壁上标记有尺寸刻度。
6.如权利要求1所述的抛物面焦点演示仪，其特征在于所述外罩（3）采用透明的亚克力材质。
7.如权利要求1所述的抛物面焦点演示仪，其特征在于底板（11）为圆饼状结构，底座（10）为圆筒结构，底座（10）下部与底板（11）上表面固定相连，抛物面块（6）为圆柱形结构。
8.如权利要求1所述的抛物面焦点演示仪，其特征在于出球轨道（7）为倾斜设置的板或倾斜设置的空心筒状结构；出球轨道（7）为为板时，板的最上端与出球孔（5）的高度差大于弹球的直径。
9.如权利要求1所述的抛物面焦点演示仪，其特征在于面块替口（9）为在外罩（3）侧壁上开的一个半圆环形的开口，面块替口（9）高度大于抛物面块（6）高度，面块替口（9）宽度尺寸与外罩（3）直径尺寸相等。
10.如权利要求1所述的抛物面焦点演示仪，其特征在于投球孔（2）为竖直向下的圆形通孔，投球孔（2）尺寸大于弹球直径的尺寸。
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