CN208938433U - 一种小学科学教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及教学实验装置技术领域，且公开了一种小学科学教具，包括底板、两个第一支撑座与两个第二支撑座，两个所述第一支撑座对称安装于所述底板顶部两侧的前半部分，两个所述第二支撑座对称安装于所述底板顶部两侧的后半部分，所述第一支撑座的背面与所述第二支撑座的正面固定连接，所述第一支撑座的顶部与所述第二支撑座的顶部分别固定连接有第一限位板与第二限位板，所述第一限位板与所述第二限位板顶部的中部分别开设有第一插槽与第二插槽，两个所述第一插槽之间插接有平直钢板，所述第二插槽的内腔插接有第一垫块。本实用新型更加便于实验操作、可重复使用、效率更高，更重要的是，观察更加直观，有利于学生的学习。

Description

一种小学科学教具

技术领域

本实用新型涉及教学实验装置技术领域，具体为一种小学科学教具。

背景技术

拱是在自身平面内的竖向载荷作用下产生水平推力的曲杆。拱连同其支座或拉杆构成拱结构。由于存在水平推力，拱各截面以受压为主，与同跨度的梁相比，拱内的弯矩和剪力要小得多，拱形受压时会把力传给相邻的部分抵住拱足散发的力就可以承受更大的压力。所以拱形所能承受的力量更重。两个半球形可以组合成一个球形，球形也可以看成是若干个拱形的组合，球形各个方向上都是拱形的组合。球形的任何一个地方受力，力都可以向四周均匀地分散开来，这和拱形受压力的特点相同，所以球形比任何形状都更坚固。巨大的贮油罐做成球形就是这个道理。电灯泡为了更透光，玻璃壳很薄，但做成球形，它就比较坚固了。如鸡蛋拱桥壳，拱形门窗，隧道，都是拱形的，但锅盖、雨伞是圆顶形，它具备了拱形受压大的特点并且没有外推力。

拱形的受力是小学科学中工程与技术领域中重要教学内容之一，利用该组合教具，有两个优势:第一，学生能够亲自进行实验探究，有助于学生自主构架拱形力的传递方式，掌握拱形受力的基本性质，能够直观把握拱形受压时会把力向下和向外传递给相邻的拱足，抵住拱足散发的力就可以使拱桥承受更大的压力。第二，通过教师演示，学生进一步验证拱形在传递力时，不仅把力向下和向外传递给相邻的拱足，并且拱形的各部分还会相互挤压，使之结合得更紧密，所以在传统桥梁中，拱形所能承受的力量相比较于平桥更大这一科学结论。

传统拱形受力实验有两种，纸拱与瓜皮拱结合实验。用一张较厚的白纸，弯曲成拱形，用垫圈置于拱顶进行测试，观察其变化后用两本教科书抵住两个拱足，随着垫圈数量增加，相应增加拱足两侧的教科书的本数。在演示拱形力的传递时，将半圆形的西瓜切成块，搭建瓜皮拱，进行演示实验。这个实验采用白纸定型，需要一定时间，否则定型效果不好，并且在定型时容易受外力影响，导致每个拱形形状不一，自然承受力也不一样；还有一大弊端就是采用瓜皮拱演示拱形力的传递，虽然材料直观易得，但是环保型不强，不可重复使用。制作时用刀切也会耗费时间甚至造成危险。不利于在相对短的时间内达成教学目标。搭纸桥实验。用自己定好型的纸拱或塑料拱，搭建桥梁，用KT板制作底板，用垫圈来测试承重力，用螺丝帽来抵住拱足。实验中纸拱或塑料拱容易受力不均，科学性不够；其次河岸较低，不易于直观对比平桥和拱桥下榻程度，平桥和拱桥桥面不在一个水平，容易导致学生对拱认知片面；由于螺丝帽形状原因，用螺丝帽数量过少时不易抵住纸拱，导致实验失败，降低学生实验兴趣。只采用这一教具教学，对拱形内部力的传递表达不清，导致学生认识比较片面，教学效果不好。

因此，目前的小学科学课拱形受力实验仪普遍存在着：揭示物理现象和观察方式不符合小学生认知水平，操作不便、耗费时间、效率低等，这也正是现行教具还需要进一步改进和完善的地方。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提供一种小学科学教具。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

一种小学科学教具，包括底板、两个第一支撑座与两个第二支撑座，两个所述第一支撑座对称安装于所述底板顶部两侧的前半部分，两个所述第二支撑座对称安装于所述底板顶部两侧的后半部分，所述第一支撑座的背面与所述第二支撑座的正面固定连接，所述第一支撑座的顶部与所述第二支撑座的顶部分别固定连接有第一限位板与第二限位板，所述第一限位板与所述第二限位板顶部的中部分别开设有第一插槽与第二插槽，两个所述第一插槽之间插接有平直钢板，所述第二插槽的内腔插接有第一垫块，两个所述第一垫块之间固定连接有第一拱形钢板，所述底板顶部的中部开设有容纳槽，所述容纳槽的内腔插接有第二拱形钢板。

优选的，所述第二拱形钢板为半圆环型，且所述第二拱形钢板被四等分为第一弧形钢板、第二弧形钢板、第三弧形钢板和第四弧形钢板，所述第一弧形钢板顶部、所述第二弧形钢板的两侧面、所述第三弧形钢板侧面的两侧面和所述第四弧形钢板的顶部均固定连接有海绵块，所述第一弧形钢板正面的顶部、所述第二弧形钢板正面的右侧、所述第三弧形钢板正面的下部均固定连接有指示板，位于两侧所述指示板地面的右侧与位于中部所述指示板地面的两侧均固定连接有校准片，所述第二弧形钢板正面两侧的下部、所述第三弧形钢板正面两侧的下部与所述第四弧形钢板正面左侧的上部均设置有刻度线条。

优选的，所述第一弧形钢板与所述第四弧形钢板相背一侧面的底部均固定连接有第二垫块，且所述第一弧形钢板、第四弧形钢板的底部均与所述第二垫块的底部位于同一水平面上。

优选的，所述第一拱形钢板的顶部与所述平直钢板的顶部位于同一水平面上，且所述第一拱形钢板与所述第二拱形钢板的尺寸相同。

优选的，所述底板为彩色亚克力底板，所述第一支撑座与所述第二支撑座为透明亚克力板，所述第一限位板、所示第二限位板均为彩色KT板。

优选的，所述底板顶部的开设有多个放置槽，所述放置槽内壁的底部固定连接有铁片，所述铁片的顶部吸附有磁铁，且磁铁位于所述放置槽的内腔。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种小学科学教具。具备以下有益效果：

直接将平直钢板与第一拱形钢板分别放在第一支撑座与第二支撑座上，平直钢板与第一拱形钢板的顶面位于同一水平面上，学生通过放置硬币，即可对比观察平直钢板与拱形钢板桥面，以及两第一垫块在轨道的移动方向。而根据这一受力特点，学生尝试用小物体(橡皮檫)置于两个第一垫块的顶部，探究第一垫块固定前后，拱桥承重力的大小变化；也可以用于探究压住第一垫块的小物体(橡皮檫)摆放数量以及摆放方式与拱桥承重力大小变化的关系。

而将第一弧形钢板、第二弧形钢板、第三弧形钢板和第四弧形钢板依次连接，并将第一弧形钢板和第四弧形钢板连通第二垫块放入第二插槽内，此时，可在第二弧形钢板与第三弧形钢板的顶部放上小物体，通过观察校准片指示的刻度线条的变化，可以直接观察到拱形在传递力时，不仅把力向下和向外传递给相邻的拱足，并且拱形的各部分还会相互挤压，使之结合得更紧密，而在此过程中，海绵块具有受力容易变形的功能，更加方便学生直观观察各个拱形直接受力相互挤压的状态。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型第二拱形钢板的结构示意图；

图3为图2中A处放大图。

【附图标记说明】

图中：1：底板；2：第一支撑座；3：第二支撑座；4：第一限位板；5：第二限位板；6：第一插槽；7：第二插槽；8：平直钢板；9：第一垫块；10：第一拱形钢板；11：容纳槽；12：第二拱形钢板；1201：第一弧形钢板；1202：第二弧形钢板；1203：第三弧形钢板；1204：第四弧形钢板；1205：海绵块；1206：指示板；1207：校准片；1208：刻度线条；1209：第二垫块；13：放置槽；14：铁片；15：磁铁。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，本实用新型提供一种技术方案：一种小学科学教具，包括底板1、两个第一支撑座2与两个第二支撑座3，两个第一支撑座2对称安装于底板1顶部两侧的前半部分，两个第二支撑座3对称安装于底板1顶部两侧的后半部分，第一支撑座2的背面与第二支撑座3的正面固定连接，第一支撑座2的顶部与第二支撑座3的顶部分别固定连接有第一限位板4与第二限位板5，底板1为彩色亚克力底板1，第一支撑座2与第二支撑座3为透明亚克力板，第一限位板4、所示第二限位板5均为彩色KT板。第一限位板4与第二限位板5顶部的中部分别开设有第一插槽6与第二插槽7，两个第一插槽6之间插接有平直钢板8，第二插槽7的内腔插接有第一垫块9，两个第一垫块9之间固定连接有第一拱形钢板10，第一拱形钢板10的顶部与平直钢板8的顶部位于同一水平面上，且第一拱形钢板10与第二拱形钢板12的尺寸相同，底板1顶部的中部开设有容纳槽11，容纳槽11的内腔插接有第二拱形钢板12。

如图2所示，本实施例中，第二拱形钢板12为半圆环型，且第二拱形钢板12被四等分为第一弧形钢板1201、第二弧形钢板1202、第三弧形钢板1203和第四弧形钢板1204，第一弧形钢板1201顶部、第二弧形钢板1202的两侧面、第三弧形钢板1203侧面的两侧面和第四弧形钢板1204的顶部均固定连接有海绵块1205，第一弧形钢板1201正面的顶部、第二弧形钢板1202正面的右侧、第三弧形钢板1203正面的下部均固定连接有指示板1206，位于两侧指示板1206地面的右侧与位于中部指示板1206地面的两侧均固定连接有校准片1207，第二弧形钢板1202正面两侧的下部、第三弧形钢板1203正面两侧的下部与第四弧形钢板1204正面左侧的上部均设置有刻度线条1208。

在上述实施例中，进一步的，第一弧形钢板1201与第四弧形钢板1204相背一侧面的底部均固定连接有第二垫块1209，且第一弧形钢板1201、第四弧形钢板1204的底部均与第二垫块1209的底部位于同一水平面上。

在本实用新型的另一实施例中，底板1顶部的开设有多个放置槽13，放置槽13内壁的底部固定连接有铁片14，铁片14的顶部吸附有磁铁15，且磁铁15位于放置槽13的内腔，通过磁铁15之间的磁性作用，磁铁15可以作为压紧第一垫块9或者第二垫块1209使用，也可以作为压第一拱形钢板10或者第二拱形钢板12使用，而且磁铁15与铁片14相互吸引，在携带过程中，不易丢失。

工作原理：实验者可直接将平直钢板8与第一拱形钢板10分别放在第一支撑座2与第二支撑座3上，平直钢板8与第一拱形钢板10的顶面位于同一水平面上，学生通过放置硬币，即可对比观察平直钢板8与拱形钢板桥面，以及两第一垫块9在轨道的移动方向。而根据这一受力特点，学生尝试用小物体橡皮檫置于两个第一垫块9的顶部，探究第一垫块9固定前后，拱桥承重力的大小变化；也可以用于探究压住第一垫块9的小物体橡皮檫摆放数量以及摆放方式与拱桥承重力大小变化的关系。而将第一弧形钢板1201、第二弧形钢板1202、第三弧形钢板1203和第四弧形钢板1204依次连接，并将第一弧形钢板1201和第四弧形钢板1204连通第二垫块1209放入第二插槽7内，此时，可在第二弧形钢板1202与第三弧形钢板1203的顶部放上小物体，通过观察校准片1207指示的刻度线条1208的变化，可以直接观察到拱形在传递力时，不仅把力向下和向外传递给相邻的拱足，并且拱形的各部分还会相互挤压，使之结合得更紧密，而在此过程中，海绵块1205具有受力容易变形的功能，更加方便学生直观观察各个拱形直接受力相互挤压的状态。

综上可得，该小学科学教具，更加便于实验操作、可重复使用、效率更高，更重要的是，观察更加直观，有利于学生的学习。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种小学科学教具，包括底板(1)、两个第一支撑座(2)与两个第二支撑座(3)，其特征在于：两个所述第一支撑座(2)对称安装于所述底板(1)顶部两侧的前半部分，两个所述第二支撑座(3)对称安装于所述底板(1)顶部两侧的后半部分，所述第一支撑座(2)的背面与所述第二支撑座(3)的正面固定连接，所述第一支撑座(2)的顶部与所述第二支撑座(3)的顶部分别固定连接有第一限位板(4)与第二限位板(5)，所述第一限位板(4)与所述第二限位板(5)顶部的中部分别开设有第一插槽(6)与第二插槽(7)，两个所述第一插槽(6)之间插接有平直钢板(8)，所述第二插槽(7)的内腔插接有第一垫块(9)，两个所述第一垫块(9)之间固定连接有第一拱形钢板(10)，所述底板(1)顶部的中部开设有容纳槽(11)，所述容纳槽(11)的内腔插接有第二拱形钢板(12)。

2.根据权利要求1所述的一种小学科学教具，其特征在于：所述第二拱形钢板(12)为半圆环型，且所述第二拱形钢板(12)被四等分为第一弧形钢板(1201)、第二弧形钢板(1202)、第三弧形钢板(1203)和第四弧形钢板(1204)，所述第一弧形钢板(1201)顶部、所述第二弧形钢板(1202)的两侧面、所述第三弧形钢板(1203)侧面的两侧面和所述第四弧形钢板(1204)的顶部均固定连接有海绵块(1205)，所述第一弧形钢板(1201)正面的顶部、所述第二弧形钢板(1202)正面的右侧、所述第三弧形钢板(1203)正面的下部均固定连接有指示板(1206)，位于两侧所述指示板(1206)地面的右侧与位于中部所述指示板(1206)地面的两侧均固定连接有校准片(1207)，所述第二弧形钢板(1202)正面两侧的下部、所述第三弧形钢板(1203)正面两侧的下部与所述第四弧形钢板(1204)正面左侧的上部均设置有刻度线条(1208)。

3.根据权利要求2所述的一种小学科学教具，其特征在于：所述第一弧形钢板(1201)与所述第四弧形钢板(1204)相背一侧面的底部均固定连接有第二垫块(1209)，且所述第一弧形钢板(1201)、第四弧形钢板(1204)的底部均与所述第二垫块(1209)的底部位于同一水平面上。

4.根据权利要求1所述的一种小学科学教具，其特征在于：所述第一拱形钢板(10)的顶部与所述平直钢板(8)的顶部位于同一水平面上，且所述第一拱形钢板(10)与所述第二拱形钢板(12)的尺寸相同。

5.根据权利要求1所述的一种小学科学教具，其特征在于：所述底板(1)为彩色亚克力底板(1)，所述第一支撑座(2)与所述第二支撑座(3)为透明亚克力板，所述第一限位板(4)、所示第二限位板(5)均为彩色KT板。

6.根据权利要求1所述的一种小学科学教具，其特征在于：所述底板(1)顶部的开设有多个放置槽(13)，所述放置槽(13)内壁的底部固定连接有铁片(14)，所述铁片(14)的顶部吸附有磁铁(15)，且磁铁(15)位于所述放置槽(13)的内腔。