专利名称：力学教具模型的制作方法
技术领域：
本实用新型属于教学领域，特别涉及一种可用以直观演示物体受力分析的力学教具模型。
背景技术：
现有中学物理教材中只涉及到合力与运动轨迹在同一平面的受力分析，理论上是很容易通过黑板或纸面上进行平面受力分析，然由于现实物体均存在于立体空间里，即使教材只要求分析一平面内受力情形，但这一受力面却是千变万化，可能存在于竖直面、水平面或者斜面等。由于学生素质的差异，对立体空间理解不同，许多学生难以将空间中同一平面受力分析建立或转化成黑板或纸面受力分析图，从而导致学生学不好受力分析、害怕受力分析，难以理解教师讲授内容，而现有的教学方式均由教师直接将受力示例在黑板上画出，尚无直观的教具帮助学生理解受力分析。
发明内容
本实用新型的目的是设计一种空间立体力学教具模型。
本实用新型技术方案是这样实现的一种力学教具模型，其特征是包括一模型本体和二个以上的方向标，模型本体表面设有同一截面标识符，方向标端部可定位于模型本体上，形成一直观的空间受力图。
在力学分析中可将物体简化成一理想的质点模型，故模型本体可制成一球体状，球体表面同一截面标识符成经纬线布设，多个方向标定位于同一经线或者纬线上即为同一平面受力，按实际题意标上受力方向标后，再将定位有方向标的模型本体受力平面旋转至与黑板或纸平行时，照方向标的指向即可画出受力分析图了。
本实用新型具有结构设计合理，可在教具模型上直观显示受力分布情况，教具模型既可供教师教学演示之用，也可作为学生理解题意之需，帮助一些空间想象能力较弱者画出受力分析图和解题。
下面结合具体图例对本实用新型做进一步说明图1为本实用新型实例一示意图图2为方向标并排插设示意图图3为本实用新型实例二示意图其中1-球体 11-圆台12-标识符13-凹孔 2-方向标 21-凸榫具体实施方式
实施例一参照图1，一种力学教具模型，包括一模型本体和二个以上的方向标2，模型本体表面设有同一截面标识符12，如图中的线，也可采用不同的色块加以标识，便于识别同一平面，方向标2端部可定位于模型本体上。本实例所述的模型本体成一球体1，教学中往往把物体视为质点，而球体1更象个质点，对学生更不会产生歧义，为最佳模型本体方案。
方向标与模型本体的定位是指通过凹孔13和凸榫21构件的配合定位，模型本体上的定位构件布设于各截面标识符12上。如图模型本体球体1上设有定位凹孔13，方向标2端部设有与之相配的凸榫21，通过凸榫21插入凹孔13内定位，凹孔13布设于各截面标识符12上，更易选择到同一平面的受力点。凹孔13可密布于球体1表面，使受力方向有更多的选择。或者球体1表面设有凸榫，而方向标上设有与之配合的凹孔也能达到与上述相同的定位作用，但以模型本体上设有凹孔为佳。本图例中球体1表面同一截面标识符12成经纬线布设，定位凹孔13均布于经纬线上，且凹孔13指向球心，在不同的纬线上还可标出纬线间的夹角，可更准确给出方向标2表示出受力的方向。另，球体1表面可印制有世界地图图样，在帮助学生学习解题的同时，还能让学生了解世界。本图例给出垂直面的受力分析情形。
另，为了加工方便，球体1可采用多块组合而成，参照图1和2，方向标2成立体箭头结构，在其表面标识有物理学符号，如F重力、F弹力、F合力等，使表示的力学模型更为直观。另，方向标2一面设有一凹孔13，其背面对应设有一凸榫21，如图将多个方向标可相互并排插设在一起，利于收藏和选择使用。
实施例二参照图3，模型本体成一圆台11，定位凹孔13设于圆台11的圆环上，两端面圆心处分别设一凹孔13和凸榫21，凹孔13可与方向标2配合，凸榫21可提供手持演示。本特例中若圆台圆环上只设一排定位凹孔13时，可省略同一截面标识符，因为圆环本身可视为标识符。本图例给出水平面的受力分析情形。
综上所述，方向标2与模型本体间的定位除通过凹孔13和凸榫21配合外，也可通过磁铁吸合定位。也即若模型本体内置有磁铁，而方向标端部嵌设有铁质材料即可，或者模型本体内置铁质材料，而方向标端部嵌设一磁铁即可。通过磁铁吸合定位具有相方位定位的特点，但加工制作工艺略复杂。若采用磁铁定位，在模型本体表面加设标识符即更为重要了。
另，本实用新型虽然提供的发明主题为力学教具模型，但只需将方向标上的力学符号换成电流方向、磁感线方向、带电粒子运动方向，即可演示左、右定则。当将方向标上的力学符号换成速度、加速度方向符号等，同样可作为运动学章节教学演示之需，做到一物多用的特点。本实用新型旨在提供一种教具模型结构，涉及同一教具的其它运用方式也应属于本专利保护之列。
权利要求1.一种力学教具模型，其特征是包括一模型本体和二个以上的方向标，模型本体表面设有同一截面标识符，方向标端部可定位于模型本体上。
2.根据权利要求1所述的力学教具模型，其特征是模型本体成一球体。
3.根据权利要求1所述的力学教具模型，其特征是模型本体成一圆台。
4.根据权利要求1、2或3所述的力学教具模型，其特征是方向标与模型本体的定位是通过磁铁吸合定位。
5.根据权利要求1所述的力学教具模型，其特征是方向标与模型本体的定位是指通过凹孔和凸榫构件的配合定位，模型本体上的定位构件布设于各截面标识符上。
6.根据权利要求1、3或5所述的力学教具模型，其特征是定位凹孔设于圆台的圆环上，两端面圆心处分别设有一凹孔和一凸榫。
7.根据权利要求1、2或5所述的力学教具模型，其特征是球体表面同一截面标识符成经纬线布设，定位凹孔均布于经纬线上。
8.根据权利要求1或5所述的力学教具模型，其特征是方向标成立体箭头结构，在其表面标识有物理学符号，在方向标一面设有一凹孔，其背面对应设有一凸榫。
9.根据权利要求7所述的力学教具模型，其特征是球体表面印制有世界地图图样。
10.根据权利要求1、2或5所述的力学教具模型，其特征是球体采用多块组合而成。
专利摘要本实用新型涉及一种力学教具模型，其特征是包括一模型本体和二个以上的方向标，模型本体表面设有同一截面标识符，方向标端部可定位于模型本体上，形成一直观的空间受力图。本实用新型具有结构设计合理，可在教具模型上直观显示受力分布情况，教具模型既可供教师教学演示之用，也可作为学生理解题意之需，帮助一些空间想象能力较弱者画出受力分析图和解题。
文档编号G09B23/00GK2710078SQ20042001721
公开日2005年7月13日 申请日期2004年2月19日 优先权日2004年2月19日
发明者杨智远 申请人:杨智远