CN210200111U - 一种固体热胀冷缩实验演示教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固体热胀冷缩实验演示教具，涉及教学设备技术领域，包括演示装置，该演示装置包括固定支架、酒精灯和演示物，演示物可调节地设置于固定支架，且演示物的正下方设有酒精灯。还包括分别布设于演示装置前后两侧的聚光光源装置和演示幕，聚光光源装置对准演示物进行照射，并将其外形轮廓投影至演示幕。本实用新型提供了一种固体热胀冷缩实验演示教具，能够将演示物热胀冷缩的动态变化过程清晰地放大投影至演示幕上，使学生清楚且直观地从多个角度观察到演示物热胀冷缩的形变过程，有助于学生理解该物理现象，并提高学习兴趣。

Description

一种固体热胀冷缩实验演示教具

技术领域

本实用新型涉及教学设备技术领域，尤其是一种固体热胀冷缩实验演示教具。

背景技术

热胀冷缩是物体的一种基本性质，物体在一般状态下，受热以后会膨胀，在受冷的状态下会缩小，大多数物体都具有这种性质。热胀冷缩现象是小学科学的重要教学内容之一，教师在讲解热胀冷缩现象时，需要在教室内作出具体的实验演示，以增强学生的理解。目前教材中设计的热胀冷缩探究实验有以下两种：

一、铜球穿过圆环实验：手持铜球与圆环，先让铜球在圆环中通过数次，以示常温下铜球可以顺利通过圆环，然后将铜球放在酒精灯上加热5分钟，再持铜球去通过圆环，此时铜球因受热膨胀而不能通过圆环；用冷水将铜球冷却后，铜球又可以顺利通过圆环，由此说明铜球的热胀冷缩现象。但是该实验的存在以下几点不足：1、铜球体积大，加热时间长，效率低，学生易失去耐心；2、器材精确度要求高，若圆环轻微变形都会导致实验失败；3、实验中只能看到铜球热胀冷缩的结果，无法直接观察到变化过程，缺乏直观形象度。

二、金属线膨胀演示仪：将钢条放置在木板上，在钢条一端钉入一根大头钉，当钢条在酒精灯的加热作用下膨胀伸长，会将大头针顶弯，从而使学生认识到热胀冷缩现象。但是由于钢条的膨胀系数的比较小，热胀冷缩的形变程度非常细微，在实验过程中，大头针的位移较小，学生观察不清楚，不利于教师演示实验。

为此，我们提供一种能够直观、动态且多维度观察到金属热胀冷缩形变过程的实验演示教具。

发明内容

本实用新型提供一种固体热胀冷缩实验演示教具，其主要目的在于提供一种能够使学生直观、动态且多维度观察到金属热胀冷缩形变过程的实验演示教具。

本实用新型采用如下技术方案：

一种固体热胀冷缩实验演示教具，包括演示装置，上述演示装置包括固定支架、酒精灯和演示物，上述演示物可调节地设置于上述固定支架，且演示物的正下方设有上述酒精灯；还包括分别布设于演示装置前后两侧的聚光光源装置和演示幕，上述聚光光源装置对准上述演示物进行照射，并将其外形轮廓投影至上述演示幕。

进一步，上述固体热胀冷缩实验演示教具还包括设置于演示装置和演示幕之间的光影加强装置。

进一步，上述光影加强装置包括放映镜头和支撑架，上述支撑架包括底板、伸缩杆和U形槽，上述伸缩杆的下端固设于上述底板，上端设置有上述U形槽，上述放映镜头水平放置于上述U形槽内，并位于上述演示物的正后方。

进一步，上述U形槽的侧壁设有便于取放上述放映镜头的让位槽。

进一步，上述聚光光源装置包括聚光灯和灯座，上述聚光灯可转动地枢接于上述灯座。

进一步，上述聚光光源装置为聚光手电筒。

进一步，上述演示物为片状固体。

进一步，上述演示幕设有靶圈。

进一步，上述固定支架包括铁架台、十字夹和镊子，上述镊子的两夹臂中夹持有上述演示物，并通过上述十字夹固设于铁架台。

和现有技术相比，本实用新型产生的有益效果在于：

本实用新型提供了一种固体热胀冷缩实验演示教具，能够将演示物热胀冷缩的动态变化过程清晰地放大投影至演示幕上，使学生清楚且直观地从多个角度观察到演示物热胀冷缩的形变过程，有助于学生理解该物理现象，并提高学习兴趣。跟现有实验演示方案相比，本实用新型还具有使用方便、操作简单和安全性高等优点，有助于提高教师的授课效率和教学质量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本实用新型的具体实施方式。为了全面理解本实用新型，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本实用新型。

参照图1，一种固体热胀冷缩实验演示教具，包括演示装置2，演示装置2包括固定支架21、酒精灯22和演示物23，演示物23可调节地设置于固定支架21，且演示物23的正下方设有酒精灯22；还包括分别布设于演示装置2前后两侧的聚光光源装置1和演示幕4，聚光光源装置1对准演示物23进行照射，并将其外形轮廓投影至演示幕4，从而放大演示物23的外形轮廓。教师点燃酒精灯22对演示物23进行加热，演示物23受热膨胀后发生形变，学生通过观察演示幕4上演示物23的影子，便可清晰地观察到演示物23受热膨胀的动态变化过程。同样地，也可在熄灭酒精灯22后，采用喷洒水雾等方式使演示物23迅速降温收缩，并通过演示幕4观察演示物23受冷收缩的动态变化过程。由此可知，本实用新型能够将演示物23热胀冷缩的动态变化过程清晰地放大投影至演示幕4上，使学生清楚且直观地从多个角度观察到演示物23热胀冷缩的形变过程，有助于学生理解该物理现象，并提高学习兴趣。跟现有实验演示方案相比，本实用新型还具有使用方便、操作简单和安全性高等优点，有助于提高教师的授课效率和教学质量。

参照图1，该固体热胀冷缩实验演示教具还包括设置于演示装置2和演示幕4之间的光影加强装置3。具体地，光影加强装置3包括放映镜头31和支撑架32；支撑架32包括底板321、伸缩杆322和U形槽323，伸缩杆322的下端固设于底板321，上端设置有U形槽323，U形槽323的侧壁设有便于取放放映镜头31的让位槽324。放映镜头21水平放置于U形槽323内，并位于演示物23的正后方。通过设置放映镜头31，可以起到聚焦放映的作用，使投射到演示幕4上的影子轮廓更加清楚。实验过程中，可根据实际需要选择不同焦距的放映镜头31，从而调整投影距离和成像大小。

参照图1，具体地，固定支架21包括铁架台211、十字夹212和镊子213，镊子213的两夹臂中夹持有演示物23，并通过十字夹212固设于铁架台211。酒精灯22放置于铁架台211的底座上，并位于演示物23的正下方。实验过程中，可以通过十字夹212可调整演示物23的固定角度，将演示物23不同侧面的形变过程清楚地投射到演示幕4上，从而实现多维度观察演示物23热胀冷缩的体积变化过程的目的。但固定支架21的具体结构并不局限于此，亦可根据实际需要选择实验现有的其他支架、连接件和/或固定件进行组合使用。同样的，演示物23的加热方式也不局限于酒精灯加热，也可根据实际需要选择酒精喷灯、蜡烛等进行加热。

参照图1，具体地，聚光光源装置1可以选择聚光灯11或者聚光手电筒，也可将幻灯机的放映镜头拆下，直接利用幻灯机的光学系统进行聚光投影。作为优选方案，聚光光源装置1包括聚光灯11和灯座12，聚光灯11可转动地枢接于灯座12。

参照图1，具体地，演示物23为片状固体。作为优选方案：演示物23为热膨胀系数较大的银片。实验过程中也可替换不同材质的演示物23，从而比较并探究不同固体物质的热胀冷缩的变化情况。

参照图1，具体地，演示幕4为白墙壁、白板或者投影布，作为优选方案，演示幕4为投影布，且该投影布设有靶圈41。通过在演示幕4设置靶圈41可为演示物23的投影位置变化提供可视且量化的依据，便于更清楚直观地演示固体热胀冷缩的物理特性。

上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (9)

1.一种固体热胀冷缩实验演示教具，包括演示装置，其特征在于：所述演示装置包括固定支架、酒精灯和演示物，所述演示物可调节地设置于所述固定支架，且演示物的正下方设有所述酒精灯；还包括分别布设于演示装置前后两侧的聚光光源装置和演示幕，所述聚光光源装置对准所述演示物进行照射，并将其外形轮廓投影至所述演示幕。

2.如权利要求1所述的一种固体热胀冷缩实验演示教具，其特征在于：还包括设置于演示装置和演示幕之间的光影加强装置。

3.如权利要求2所述的一种固体热胀冷缩实验演示教具，其特征在于：所述光影加强装置包括放映镜头和支撑架，所述支撑架包括底板、伸缩杆和U形槽，所述伸缩杆的下端固设于所述底板，上端设置有所述U形槽，所述放映镜头水平放置于所述U形槽内，并位于所述演示物的正后方。

4.如权利要求3所述的一种固体热胀冷缩实验演示教具，其特征在于：所述U形槽的侧壁设有便于取放所述放映镜头的让位槽。

5.如权利要求1所述的一种固体热胀冷缩实验演示教具，其特征在于：所述聚光光源装置包括聚光灯和灯座，所述聚光灯可转动地枢接于所述灯座。

6.如权利要求1所述的一种固体热胀冷缩实验演示教具，其特征在于：所述聚光光源装置为聚光手电筒。

7.如权利要求1所述的一种固体热胀冷缩实验演示教具，其特征在于：所述演示物为片状固体。

8.如权利要求1所述的一种固体热胀冷缩实验演示教具，其特征在于：所述演示幕设有靶圈。

9.如权利要求1所述的一种固体热胀冷缩实验演示教具，其特征在于：所述固定支架包括铁架台、十字夹和镊子，所述镊子的两夹臂中夹持有所述演示物，并通过所述十字夹固设于铁架台。

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