专利名称：磁力法珠子排序数学演示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数学教具，特别涉及一种利用磁力法实现数据 组排序的数学演示仪。
背景技术：
各行各业在进行统计过程中需要对收集来的大量数据进行统计分 析。在分析过程中需要对收集来的数据分类，并将各类数据中具有相 同性质的数据组进行排序。传统排序的方法一般是首先将数字比大小， 然后移动数字的位置，被称为直接插入排序法，这种方法比较繁琐，
空间复杂度函数为n2。 一些改进后的计算机算法，例如，冒泡排序和 归并排序法，能有效地降低空间复杂度，节省数据排序所需要的步数， 并且减少排序使用的时间。
目前，有数学家进一步发明了一种珠子排序方法，将需要被排序的 数据用数目不同的珠子代表，并且对所有的珠子施加引力，然后，看 到每排的数字已经成为有序的排列关系，并且是按从大到小或按从小 到大进行排列。这种排序方法能使无序数据瞬时完成排序。这种珠子 排序方法应用范围很广，涉及计算机科学和理论数学多个领域。然而， 珠子排序属于数学问题比较抽象，在课堂上讲解这种珠子排序算法时， 授课者很难用语言表达其原理，很难使学生形象、直观地看到排序的 过程，很难深刻理解、牢固记忆珠子排序的真实含义。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种磁力法珠子排序数学演示仪，要能利用磁力方法直接演示珠子排序的原理，帮助教授完成珠子排序的讲 课任务，使学生形象、直观地看到一组数据珠子排序的过程，使学生 能深刻理解珠子排序的真正含义，牢固记忆。克服授课者难用语言表 达珠子排序的不足。
本实用新型采用的技术方案是磁力法珠子排序数学演示仪，主要 由立柱l、横杆2、钢珠3、电磁铁4和底板5组成，其特征在于在
底板5上垂直固定有立柱1，在立柱1的一侧平行固定有4 10根横杆 2，横杆2为圆柱形杆。横杆2之间的距离相等，横杆2垂直于立柱1， 横杆2在同一个平面内。在横杆2上串有钢珠3。在立柱l上固定有电 磁铁4。
电磁铁4可以固定在与横杆2相对的一侧。
为了使电磁铁4对钢珠3更有吸引力，所述的电磁铁4有一块，立 柱1有两个，电磁铁4夹在两个立柱1之间。
为了使电磁铁4对钢珠3更有吸引力，所述的电磁铁4有两块，分 别固定在立柱1的两侧。
所述的钢珠3有一个中心孔，中心孔的直径略大于横杆2的外径。 钢珠3能在横杆2上滑动。
按数据组无序排列，将钢珠3分别串到横杆2上，每一列钢珠3 的数量为数据组中一个数。然后磁铁4打开电源，电磁铁4产生强大 的磁场，将横杆2上的钢珠3全部吸引到立柱1的一侧。瞬时间，这 组数据能完成从大到小或从小到大排列。
本实用新型的有益效果本实用新型磁力法珠子排序数学演示仪， 能达到演示珠子瞬时排序的目的。使学生形象、直观地看到珠子在磁 力的作用下排序的过程，使学生能深刻理解珠子排序的真正含义，牢 固记忆。克服授课者难用语言表达珠子排序原理的不足。
图1是本实用新型磁力法珠子排序数学演示仪结构示意图。是没有 排序前的示意图。
图2是接通电源后，电磁铁4产生磁力使钢珠3完成一组数据排序 的示意图。
图中，l.立柱，2.横杆，3.钢珠，4.电磁铁，5.底板。
具体实施方式
实施例1:以一个有6根横杆2的磁力法珠子排序数学演示仪为例，
对本实用新型作进一步详细说明。
参阅图l。本实用新型磁力法珠子排序数学演示仪，由立柱l、横
杆2、钢珠3、电磁铁4和底板5组成。底板5是长方形木板。在底板 5上垂直固定有木立柱1，在立柱1的一侧平行固定有六根硬木横杆2， 横杆2为圆柱形杆，直径5毫米，长度180毫米。横杆2之间的距离 相等，距离为25毫米，横杆2垂直于立柱1，横杆2在同一个平面内。 在横杆2上串有钢珠3。钢珠3直径15毫米，钢珠3有一个直径为5. 3 毫米的中心孔，中心孔的直径略大于横杆2的外径。在立柱1上固定 有电磁铁4。电磁铁4固定在与横杆2相对的一侧。电磁铁4的形状为 长方体形。电磁铁4的磁强度达到能使所有串到横杆2上的钢珠3受 到足够的吸引力。
实施例2:与实施例l不同点是所述的立柱l有两个，电磁铁4 夹在两个立柱1之间。
实施例3:与实施例l不同点是所述的电磁铁4有两块，分别固
定在立柱1的两侧。
演示排序过程
参阅图l。有一组数据为2、 1、 3、 2、 6和3。将这组数据进行排列。
在最下边第一根横杆2上串6个钢珠4， 6个钢珠4之间留有5毫 米的距离。在第二根横杆2上串5个钢珠4;在第三根横杆2上串3个 钢珠4;在第四、五和六根横杆2上串l个钢珠4。上部横杆2上的钢 珠4与最下边第一根横杆2上串的钢珠4对齐组成列。距离立柱1最 近的一列的钢珠4数量为3个。以后各列分别为6个、2个、3个、1 个和2个钢珠4。代表这组数据为2、 1、 3、 2、 6和3;并代表这组数 据无序排列。
串好钢珠4后，使电磁铁4通电，电磁铁4产生磁场，钢珠4沿 横杆2向立柱1方向滑动。参阅图2。瞬时间钢珠4排列为1、 2、 2、 3、 3和6。完成这组数据的珠子排序演示。排列结果是最小为l，最大 为6，从小到大(从大到小)连续排列。
权利要求1、一种磁力法珠子排序数学演示仪，主要由立柱(1)、横杆(2)、钢珠(3)、电磁铁(4)和底板(5)组成，其特征在于在底板(5)上垂直固定有立柱(1)，在立柱(1)的一侧平行固定有4～10根横杆(2)，横杆(2)为圆柱形杆，横杆(2)之间的距离相等，横杆(2)垂直于立柱(1)，横杆(2)在同一个平面内，在横杆(2)上串有钢珠(3)，在立柱(1)上固定有电磁铁(4)。
2、 根据权利要求1所述的磁力法珠子排序数学演示仪，其特征是 电磁铁(4)固定在与横杆(2)相对的一侧。
3、 根据权利要求1所述的磁力法珠子排序数学演示仪，其特征是 所述的电磁铁(4)有一块，立柱(l)有两个，电磁铁(4)夹在两个立柱(1) 之间。
4、 根据权利要求1所述的磁力法珠子排序数学演示仪，其特征是所述的电磁铁(4)有两块，分别固定在立柱(1)的两侧。
5、 根据权利要求l、 2、 3或4所述的磁力法珠子排序数学演示仪， 其特征是所述的钢珠(3)有一个中心孔，中心孔的直径略大于横杆(2) 的外径。
专利摘要磁力法珠子排序数学演示仪，应用于数学教学中。特征是在底板上垂直固定有立柱，在立柱的一侧平行固定有4～10根横杆，横杆为圆柱形杆，横杆之间的距离相等，横杆垂直于立柱，横杆在同一个平面内，在横杆上串有钢珠，在立柱上固定有电磁铁。效果是能达到瞬时演示珠子排序原理的目的。使学生形象、直观地看到利用磁力使珠子排序的过程，使学生能深刻理解珠子排序的真正含义，牢固记忆。克服授课者难用语言表达珠子排序原理的不足。
文档编号G09B23/00GK201364668SQ200920004798
公开日2009年12月16日 申请日期2009年2月12日 优先权日2009年2月12日
发明者智 李 申请人:智 李