专利名称：重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，特别涉及一种利用重力法实现数据 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重力法珠子排序数学演示仪，要能利用重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重力法珠子排序数学演示仪，主要 由透明板和钢球组成，其特征在于透明板为长方体，透明板有两个 平面，两个短侧面，两个长侧面。透明板长度为180 350毫米，宽度
为150 300毫米，厚度为10 25毫米之间。在透明板上有4 10个 排序孔和放置孔。所述的排序孔为直孔，排序孔中心线在同一平面内， 排序孔的开口处在透明板的一个短侧面或长侧面上，排序孔平行于透 明板的两个平面。在透明板的一个平面上有放置孔，放置孔的中心线 垂直排序孔中心线并与排序孔中心线相交。放置孔有5 10列，放置 孔的行数与排序孔的数量相同。排序孔与放置孔相交。钢球在排序孔 或放置孔内。
所述的放置孔和排序孔的直径略大于钢球的直径，使钢球能在放 置孔或排序孔内滚动。
本实用新型的有益效果本实用新型重力法珠子排序数学演示仪， 排序孔水平放置时，能从放置孔放入钢球，把透明板旋转90度后，钢 球在重力的作用下沿排序孔垂直滚落后，最下边一行钢球的数量为最 多，最上边一行的数量最少，并按由多到少的顺序排列。能达到演示 珠子瞬时排序的目的。使学生形象、直观地看到珠子在重力的作用下 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la是本实用新型重力法珠子排序数学演示仪结构示意图。图lb是图la的横剖面示意图。图lc是图la的纵剖面示意图。
图2是使用重力法珠子排序数学演示仪顺时针旋转90度后，完成
排序的示意图。
图中，l.透明板，2.排序孔，3.放置孔，4.钢球。
具体实施方式
实施例l:以一个6排8列的重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la、图lb和图lc。本实用新型重力法珠子排序数学演示 仪，由一块透明板1和48个钢球4组成。钢球4的直径为10毫米。 透明板l为长方体，透明板l有两个平面，两个短侧面，两个长侧面。 透明板1长度为180毫米，宽度为150毫米，厚度为20毫米。在透明 板1上有8个排序孔2和48个放置孔3。所述的排序孔2为直孔，排 序孔2中心线在同一平面内，排序孔2的开口处在透明板1的一个短 侧面中心线位置上，排序孔2平行于透明板的两个平面。在透明板1 的一个平面上有48个放置孔3，放置孔3的中心线垂直排序孔2中心 线并与排序孔2中心线相交。放置孔3有8列，放置孔3的行数与排 序孔2的数量相同为6行。排序孔2与放置孔3相交。
放置孔3和排序孔2的直径略大于钢球4的直径，放置孔3和排 序孔2的直径为10. 5毫米，使钢球能在放置孔3或排序孔2内滚动。 使用时，将钢球4放置在放置孔3内。
演示排序过程参阅图la。
有一组数据为6、 4、 2、 5、 3、 2、 l和4。将这组数据进行排列。 在第一列放置孔3内放入6个钢球4，每个放置孔3内放置1个钢 球4 ;在第二列放置孔3内放入4个钢球4;在第三列放置孔3内放 入2个钢球4;在第四列放置孔3内放入5个钢球4;在第五列放置孔3内放入3个钢球4;在第六列放置孔3内放入2个钢球4;在第七列 放置孔3内放入1个钢球4;在第八列放置孔3内放入4个钢球4。代 表这组数据无序排列。
参阅图2。放好钢球4后，将透明板1顺时针翻转90度。钢球4在 重力的作用下滑落到排序孔2的底部，最下边的(横行)的钢球4最 多，数量为6个。自下而上钢球4的数量为6、 5、 4、 4、 3、 2、 2和1 个。明确地告诉人们，该组数据的最大值为6，最小值为l,并告诉人 们本组数据中数据从大到小的顺序关系。
权利要求1、一种重力法珠子排序数学演示仪，主要由透明板(1)和钢球(4)组成，其特征在于透明板(1)为长方体，透明板(1)有两个平面，两个短侧面，两个长侧面，透明板(1)长度为180～350毫米，宽度为150～300毫米，厚度为10～25毫米之间，在透明板(1)上有4～10个排序孔(2)和放置孔(3)，所述的排序孔(2)为直孔，排序孔(2)中心线在同一平面内，排序孔(2)的开口处在透明板(1)的一个短侧面或长侧面上，排序孔(2)平行于透明板的两个平面，在透明板(1)的一个平面上有放置孔(3)，放置孔(3)的中心线垂直排序孔(2)中心线并与排序孔(2)中心线相交，放置孔(3)有5～10列，放置孔(3)的行数与排序孔(2)的数量相同，排序孔(2)与放置孔(3)相交，钢球(4)在排序孔(2)或放置孔(3)内。
2、 根据权利要求1所述的重力法珠子排序数学演示仪，其特征是 所述的放置孔(3)和排序孔(2)的直径略大于钢球(4)的直径，使钢球能 在放置孔(3)或排序孔(2)内滚动。
专利摘要重力法珠子排序数学演示仪，应用于数学教学中。特征是透明板为长方体。在透明板上有4～10个排序孔和放置孔。所述的排序孔为直孔，排序孔中心线在同一平面内，排序孔的开口处在透明板的一个短侧面上，排序孔平行于透明板的两个平面。在透明板的一个平面上有放置孔，放置孔的中心线垂直排序孔中心线并与排序孔中心线相交。排序孔与放置孔相交。效果是能达到瞬时演示珠子排序原理的目的。使学生形象、直观地看到利用重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G09B23/00GK201364669SQ200920004799
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