CN205318704U - 一种用于立体几何教学的演示实验用沙漏 - Google Patents
一种用于立体几何教学的演示实验用沙漏 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于立体几何教学的演示实验用沙漏，包括沙漏本体和沙漏架，沙漏本体包括空心圆锥、空心球、连接管和液体，空心圆锥顶端和空心球顶部均开有小孔并通过连接管上下连接成一体；空心圆锥的底面直径和高度相等，均等于空心球的直径；液体为有色导电液体，其总体积等于空心圆锥的体积；连接管外表面固定有用于检测连接管内是否有液体流过的浸水报警器，浸水报警器的一对金属探针穿设于连接管内。本实用新型可用于几何数学演示实验，有利于拓展传统沙漏的功能和用途。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种沙漏，具体为一种用于立体几何教学的演示实验用沙漏。
背景技术
沙漏是古人发明的一种计时装置，一般由上、下两个玻璃球通过中间一个狭窄的连接管道联结构成，其中一个玻璃球内装有沙子，利用沙子从上玻璃球全部流入下玻璃球所需的时间来计时。使用沙漏时，由于缺乏计时提醒功能，使用者需要不停地盯着沙漏看是否到时间，由此带来不便。另外，传统沙漏的功能较为单一，有待进一步开发。
另一方面，圆锥体、球体的体积公式及证明是立体几何教学的一个难点，如能通过实验方法进行验证则更具有说服力。
发明内容
本实用新型的目的，是改进现有的沙漏，增加其功能，开发一种用于立体几何教学的演示实验用沙漏。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种用于立体几何教学的演示实验用沙漏，包括沙漏本体和用于固定沙漏本体的沙漏架，所述沙漏本体包括空心圆锥、空心球、连接管和设于空心圆锥、空心球内的液体，空心圆锥底面朝上倒立设于空心球正上方，空心圆锥顶端和空心球顶部均开有小孔并通过连接管上下连接成一体；所述空心圆锥的底面直径和高度相等，均等于空心球的直径；所述液体为有色导电液体，其总体积等于空心圆锥的体积；所述连接管外表面固定有用于检测连接管内是否有液体流过的浸水报警器，浸水报警器的一对金属探针穿过连接管管壁设于连接管内。计时开始后，两金属探针间有导电液体流过，此时浸水报警器线路接通发出计时提醒声，直到不再有液体流过为止。
所述沙漏架上还设有用于读取空心球直径、空心圆锥底面直径和高度以及液面位置的长度标尺。
本实用新型可用于验证球体锥体体积关系，其原理如下：一个直径为D的球体的体积为V球＝πD3/6,而一个底面直径为D、高为D的圆锥体的体积为V锥＝(πD2/4)D/3＝πD3/12,故上述球体与圆锥体的体积之比为V球：V柱＝2:1。因此，当位于空心圆锥内的液体全部流入空心球时，正好装满半个空心球。通过验证该关系，利用球体体积计算公式即可求得圆锥体的体积公式，或利用圆锥体体积计算公式可求得球体的体积公式。
由于采用上述设计，本实用新型既可用于计时，还增加了计时过程的声音提醒功能，又能通过实验方便地验证球体与锥体的体积关系，可用于几何数学演示实验，有利于拓展传统沙漏的功能和用途。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的构成示意图。
图2是验证体积关系的示意图。
图中：1.空心圆锥，2.空心球，3.连接管，4.液体，5.浸水报警器，6.沙漏架，51.金属探针，61.长度标尺。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括沙漏本体和用于固定沙漏本体的沙漏架6，沙漏本体包括空心圆锥1、空心球2、连接管3和设于空心圆锥1、空心球2内的液体4，空心圆锥1底面朝上倒立设于空心球2的正上方，空心圆锥1顶端和空心球2顶部均开有小孔并通过连接管3上下连接成一体；空心圆锥1的底面直径和高度相等，均等于空心球2的直径；液体4为有色导电液体，其总体积等于空心圆锥1的体积；连接管3外表面固定有用于检测连接管3内是否有液体4流过的浸水报警器5，浸水报警器5的一对金属探针51穿过连接管3的管壁设于连接管3内。计时开始后，两金属探针51间有导电液体4流过，此时浸水报警器5线路接通发出计时提醒声，直到不再有液体流过为止。
沙漏架6上还设有用于读取空心球2直径、空心圆锥1底面直径和高度以及液面位置的长度标尺61。
如图2所示，原位于空心圆锥1内的液体全部流入空心球2内，此时液体4正好装满空心球2体积的一半，液面正好位于空心球2高度的一半位置。
Claims (2)
1.一种用于立体几何教学的演示实验用沙漏，包括沙漏本体和用于固定沙漏本体的沙漏架，其特征在于：所述沙漏本体包括空心圆锥、空心球、连接管和设于空心圆锥、空心球内的液体，空心圆锥底面朝上倒立设于空心球正上方，空心圆锥顶端和空心球顶部均开有小孔并通过连接管上下连接成一体；所述空心圆锥的底面直径和高度相等，均等于空心球的直径；所述液体为有色导电液体，其总体积等于空心圆锥的体积；所述连接管外表面固定有用于检测连接管内是否有液体流过的浸水报警器，浸水报警器的一对金属探针穿过连接管管壁设于连接管内。
2.根据权利要求1所述的一种用于立体几何教学的演示实验用沙漏，其特征在于：所述沙漏架上还设有用于读取空心球直径、空心圆锥底面直径和高度以及液面位置的长度标尺。
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