一種新型“漏斗吹乒乓球”實驗教具的制作方法
【專利摘要】一種新型“漏斗吹乒乓球”實驗教具，包括透明倒置塑料漏斗、漏斗接口蓋、透明塑料直管、氣閥開關(guān)、氣球、乒乓球及塑料打氣筒等。該教具通過充氣的氣球給透明倒置塑料漏斗中的乒乓球吹氣而演示乒乓球不掉落的有趣現(xiàn)象，可以用來間接定性地驗證伯努利原理。該教具用充氣的氣球?qū)ζ古仪虼禋?，實驗持續(xù)時間長且吹氣效果明顯，實驗原理和方法巧妙，實驗現(xiàn)象明顯直觀且趣味性強，體現(xiàn)了教具的科學(xué)性、教學(xué)性及趣味性。
【專利說明】
一種新型“漏斗吹乒乓球”實驗教具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明公開了一種新型“漏斗吹乒乓球”實驗教具，涉及一種通過充氣的氣球給透明倒置塑料漏斗中的乒乓球吹氣而使乒乓球不掉落的實驗儀器，屬于中學(xué)物理教具。
【背景技術(shù)】
[0002]在物理學(xué)科中，“伯努利原理”說明了流體的流速與壓強關(guān)系，即對于液體或氣體等流體，其流速大處壓強小，流速小處壓強大。在物理教學(xué)中，教師常常需要通過伯努利原理來解釋一些有趣的流體實驗現(xiàn)象，較為常見的有“漏斗吹乒乓球”實驗。申請?zhí)枮?01310696692.3的專利公開了一種簡易伯努利原理演示裝置，將一段吸管與一個紙漏斗相連接，在紙漏斗中放一個乒乓球，用嘴巴對吸管吹氣，發(fā)現(xiàn)乒乓球掉不下來。該方法存在不足之處:(I)從參與吹氣者角度來看，需用嘴吹不衛(wèi)生，換人吹時需擦干凈，許多學(xué)生不愿意吹；(2)從觀察者角度來看，區(qū)分吹氣還是吸氣不明顯直觀，甚至懷疑不是吹而是在吸；(3)從實驗現(xiàn)象角度來看，需用力吹，乒乓球不掉下持續(xù)時間不夠長，只有1-3秒時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述不足，可采用一種新型“漏斗吹乒乓球”實驗教具，演示充氣的氣球給透明倒置塑料漏斗中的乒乓球吹氣而使乒乓球不掉落的有趣現(xiàn)象。
[0004]—種新型“漏斗吹乒乓球”實驗教具，包括透明倒置塑料漏斗、漏斗接口蓋、透明塑料直管、氣閥開關(guān)、氣球、乒乓球及塑料打氣筒等，具體特征如下:透明倒置塑料漏斗包括透明漏斗本體、外螺紋及通氣孔等;漏斗接口蓋包括漏斗接口蓋本體、內(nèi)螺紋及中心孔等，漏斗接口蓋與透明倒置塑料漏斗用螺紋連接方式連接，漏斗接口蓋的內(nèi)螺紋與透明倒置塑料漏斗的外螺紋相匹配，漏斗接口蓋本體外表面帶粗糙的直豎紋，便于用手擰開與漏斗接口蓋螺紋連接的透明倒置塑料漏斗；透明塑料直管包括塑料直管本體、通氣口 I及通氣口 II等，其中通氣口 I穿過漏斗接口蓋的中心孔;氣閥開關(guān)有打開和關(guān)閉兩個狀態(tài)，安裝在透明塑料直管上;氣球采用材質(zhì)強度高、彈性大、厚薄均勻的乳膠氣球，充氣后直徑在20cm-30cm之間為宜，氣球套在透明塑料直管的通氣口 II處;乒乓球采用輕質(zhì)材料，其直徑稍小于漏斗的直徑為宜，其顏色采用顯眼的黃色為宜，便于觀察;塑料打氣筒包括打氣筒本體、打氣按壓面、通氣軟管、軟管通氣嘴及打氣筒通氣孔等，通氣軟管可與打氣筒通氣孔連接，在用塑料打氣筒給氣球充氣時其軟管通氣嘴需套在透明塑料直管的通氣口 I處。
[0005]本發(fā)明的原理具體說明如下:實驗前需給氣球充氣，打開氣閥開關(guān)，用嘴巴或塑料打氣筒通過透明塑料直管的通氣口 I給氣球充氣，充氣完畢后關(guān)閉氣閥開關(guān)。此時，氣球不會放氣而變小。實驗時，打開氣閥開關(guān)，讓氣球通過透明塑料直管緩慢放氣，此時在透明倒置塑料漏斗中放入乒乓球后及時松手，發(fā)現(xiàn)乒乓球并不會掉下來直到氣球放完氣，實踐表明持續(xù)時間可達10-15秒，實驗現(xiàn)象直觀有趣。這是由于氣球通過透明倒置塑料漏斗給乒乓球吹氣時，乒乓球上邊氣流速度大而氣壓小，這樣乒乓球的下邊的氣壓大于上邊的氣壓，就形成了壓力差，當(dāng)壓力差大于乒乓球重力時，乒乓球就不會掉下來。該實驗現(xiàn)象間接定性地驗證了伯努利原理:對于液體或氣體等流體，其流速大處壓強小，流速小處壓強大。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0007]圖2是圖1中各器件拆分后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖3是本發(fā)明放氣時乒乓球不掉落的原理示意圖；
[0009]圖4是本發(fā)明充氣、展示及放氣三個過程的示意圖；
[0010]圖5是本發(fā)明用嘴直接給氣球充氣的示意圖；
[0011 ]圖6是本發(fā)明結(jié)合通氣軟管用嘴給氣球充氣的示意圖；
[0012]圖7是本發(fā)明用塑料打氣筒給氣球充氣的示意圖；
[0013]圖8是本發(fā)明展示過程中的示意圖；
[0014]圖9是本發(fā)明放氣過程中的示意圖。
[0015]圖中:1.透明倒置塑料漏斗，具體涉及Ia.漏斗本體、Ib.外螺紋及Ic.通氣孔;2.漏斗接口蓋，具體涉及2a.漏斗接口蓋本體、2b.內(nèi)螺紋及2c.中心孔;3.透明塑料直管，具體涉及3a.塑料直管本體、3b.通氣口 I及3c.通氣口 II ;4.氣閥開關(guān);5.氣球;6.乒乓球;7.塑料打氣筒，具體涉及7a.打氣筒本體、7b.打氣按壓面、7c.通氣軟管、7d.軟管通氣嘴及7e.打氣筒通氣孔;8.充氣氣流方向；9.放氣氣流方向；10.吹氣者的嘴巴；11.壓力差方向；12.乒乓球下落方向；13.打氣按壓面按壓方向。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0017]結(jié)合圖1和圖2，一種新型“漏斗吹乒乓球”實驗教具，包括透明倒置塑料漏斗(I)、漏斗接口蓋(2)、透明塑料直管(3)、氣閥開關(guān)(4)、氣球(5)、乒乓球(6)及塑料打氣筒(7)等，具體特征如下:透明倒置塑料漏斗(I)包括透明漏斗本體(Ia)、外螺紋(Ib)及通氣孔(Ic)等;漏斗接口蓋(2)包括漏斗接口蓋本體(2a)、內(nèi)螺紋(2b)及中心孔(2c)等，漏斗接口蓋(2)與透明倒置塑料漏斗(I)用螺紋連接方式連接，漏斗接口蓋(2)的內(nèi)螺紋(2b)與透明倒置塑料漏斗(I)的外螺紋(Ib)相匹配，漏斗接口蓋本體(2a)外表面帶粗糙的直豎紋，便于用手擰開與漏斗接口蓋(2)螺紋連接的透明倒置塑料漏斗(I);透明塑料直管(3)包括塑料直管本體(3a)、通氣口 I(3b)及通氣口 II(3c)等，其中通氣口 I(3b)穿過漏斗接口蓋(2)的中心孔(2c);氣閥開關(guān)(4)有打開和關(guān)閉兩個狀態(tài)，安裝在透明塑料直管(3)上;氣球(5)采用材質(zhì)強度高、彈性大、厚薄均勻的乳膠氣球，充氣后直徑在20cm-30cm之間為宜，氣球(5)套在透明塑料直管(3)的通氣口 II(3c)處;乒乓球(6)采用輕質(zhì)材料，其直徑稍小于漏斗的直徑為宜，其顏色采用顯眼的黃色為宜，便于觀察;塑料打氣筒(7)包括打氣筒本體(7a)、打氣按壓面(7b)、通氣軟管(7c)、軟管通氣嘴(7d)及打氣筒通氣孔(7e)等，通氣軟管(7c)可與打氣筒通氣孔(7e)連接，在用塑料打氣筒(7)給氣球(5)充氣時其軟管通氣嘴(7d)需套在透明塑料直管(3)的通氣口 I(3b)處。
[0018]結(jié)合圖3和圖4，本發(fā)明的原理具體說明如下:實驗前需給氣球(5)充氣，打開氣閥開關(guān)(4)，用嘴巴(10)或塑料打氣筒(7)通過透明塑料直管(3)的通氣口 I(3b)給氣球(5)充氣，充氣完畢后關(guān)閉氣閥開關(guān)(4)。此時，氣球(5)不會放氣而變小。實驗時，打開氣閥開關(guān)(4)，讓氣球(5)通過透明塑料直管(3)緩慢放氣，此時在透明倒置塑料漏斗(I)中放入乒乓球(6)后及時松手，發(fā)現(xiàn)乒乓球(6)并不會掉下來直到氣球(5)放完氣，實踐表明持續(xù)時間可達10-15秒，實驗現(xiàn)象直觀有趣。這是由于氣球(5)通過透明倒置塑料漏斗(I)給乒乓球(6)吹氣時，乒乓球(6)上邊氣流速度大而氣壓小，這樣乒乓球(6)的下邊的氣壓大于上邊的氣壓，就形成了壓力差(11)，當(dāng)壓力差大于乒乓球(6)重力時，乒乓球(6)就不會掉下來。該實驗現(xiàn)象間接定性地驗證了伯努利原理:對于液體或氣體等流體，其流速大處壓強小，流速小處壓強大。
[0019]如圖4所示，本教具在使用過程中具體包括三個過程:充氣過程、展示過程及放氣過程，其具體過程介紹如下:
[0020](I)充氣過程
[0021]實驗前需給氣球(5)充氣，充氣后的氣球(5)直徑在20cm-30cm之間為宜，充氣方式有三種:直接用嘴吹氣方式、結(jié)合通氣軟管用嘴吹氣方式或用塑料打氣筒打氣方式。
[0022]如圖5所示，對于用嘴吹氣方式，將透明倒置塑料漏斗(I)從漏斗接口蓋(2)上擰下來，再打開氣閥開關(guān)(4)，直接用嘴巴對準透明塑料直管(3)的通氣口 I吹氣即可，充氣氣流方向(8)為:嘴巴(10)-通氣口 I(3b)_打開狀態(tài)的氣閥開關(guān)(4)-通氣口 II (3c)_氣球(5)，充氣完畢后關(guān)閉氣閥開關(guān)(4)。
[0023]如圖6所示，對于結(jié)合通氣軟管(7c)用嘴吹氣方式，無需將透明倒置塑料漏斗(I)從漏斗接口蓋(2)上擰下來，但需將軟管通氣嘴(7d)套在透明塑料直管(3)的通氣口 I(3b)處并將通氣軟管(7c)與塑料打氣筒本體(7a)分離，再打開氣閥開關(guān)(4)，用嘴巴(10)對準通氣軟管(7c)的另一端口吹氣即可，充氣氣流方向(8)為:嘴巴(10)-通氣軟管(7c)_軟管通氣嘴(7d)_通氣口 I (3b)_打開狀態(tài)的氣閥開關(guān)(4)-通氣口 II (3c)_氣球(5)，充氣完畢后關(guān)閉氣閥開關(guān)(4)。
[0024]如圖7所示，用塑料打氣筒(7)打氣方式，也無需將透明倒置塑料漏斗(I)從漏斗接口蓋(2)上擰下來，但需將通氣軟管(7c)可與打氣筒通氣孔(7e)連接并將軟管通氣嘴(7d)套在透明塑料直管(3)的通氣口 I處，再打開氣閥開關(guān)(4)，上下按壓塑料打氣筒(7)的打氣按壓面(7b)，從而給氣球(5)不斷充氣，充氣氣流方向(8)為:打氣筒本體(7a)_打氣筒通氣孔(7e)_通氣軟管(7c)_軟管通氣嘴(7d)_通氣口 I(3b)_打開狀態(tài)的氣閥開關(guān)(4)-通氣口 II(3c)-氣球(5)，充氣完畢后關(guān)閉充氣閥門。
[0025](2)展示過程
[0026]如圖8所示，充氣完畢后，使氣閥開關(guān)(4)處于關(guān)閉狀態(tài)，此時氣球(5)不會放氣而變小。此時，教師可以有充裕的時間來展示充氣后的教具，同時結(jié)合該教具來介紹該實驗內(nèi)容并提醒學(xué)生接下去要觀察哪些實驗現(xiàn)象。
[0027](3)放氣過程
[0028]如圖9所示，實驗時，打開氣閥開關(guān)(4)，同時在透明倒置塑料漏斗(I)中放入乒乓球(6)后及時松手，此時氣球(5)會緩慢放氣而變小，放氣氣流方向(9)為:氣球(5)-通氣口II(3c)-打開狀態(tài)的氣閥開關(guān)(4)-通氣口 I(3b)_透明倒置塑料漏斗(I)-乒乓球(6)，可以發(fā)現(xiàn)氣球(5)會緩慢放氣并變小，而乒乓球(6)并不會掉落，直到氣球(5)放完氣后才掉落，實踐表明持續(xù)時間可達10-15秒，實驗現(xiàn)象直觀有趣，從而間接定性地驗證了伯努利原理。
[0029]與常規(guī)實驗教具相比，該教具存在優(yōu)點:(I)從參與吹氣者角度來看，用氣球代替嘴對乒乓球吹氣，比較衛(wèi)生；(2)從觀察者角度來看，在看到乒乓球掉不下來的同時，可以看到氣球慢慢變小，區(qū)分吹氣還是吸氣明顯且直觀，演示效果較好；(3)從實驗現(xiàn)象角度來看，乒乓球不掉下持續(xù)時間已足夠長，可以做到持續(xù)10-15秒。
[0030]可見，本發(fā)明所述的一種新型“漏斗吹乒乓球”實驗教具，用充氣的氣球代替嘴對乒乓球吹氣，實驗持續(xù)時間長且吹氣效果明顯，實驗原理和方法巧妙，實驗現(xiàn)象明顯直觀且趣味性強，可以用來間接定性地驗證伯努利原理，體現(xiàn)了教具的科學(xué)性、教學(xué)性及趣味性。
【主權(quán)項】
1.一種新型“漏斗吹乒乓球”實驗教具，包括透明倒置塑料漏斗(I)、漏斗接口蓋(2)、透明塑料直管(3)、氣閥開關(guān)(4)、氣球(5)、乒乓球(6)及塑料打氣筒(7)等。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明倒置塑料漏斗(I)，其特征是:透明倒置塑料漏斗(I)包括透明漏斗本體(la)、外螺紋(Ib)及通氣孔(Ic)等。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏斗接口蓋(2)，其特征是:漏斗接口蓋(2)包括漏斗接口蓋本體(2a)、內(nèi)螺紋(2b)及中心孔(2c)等，漏斗接口蓋(2)與透明倒置塑料漏斗(I)用螺紋連接方式連接，漏斗接□蓋(2)的內(nèi)螺紋(2b)與透明倒置塑料漏斗(I)的外螺紋(Ib)相匹配，漏斗接口蓋本體(2a)外表面帶粗糙的直豎紋，便于用手擰開與漏斗接口蓋(2)螺紋連接的透明倒置塑料漏斗(I)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明塑料直管(3)，其特征是:透明塑料直管(3)包括塑料直管本體(3a)、通氣口 I(3b)及通氣口 II(3c)等，其中通氣口 I(3b)穿過漏斗接口蓋(2)的中心孔(2c)05.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣閥開關(guān)(4)，其特征是:氣閥開關(guān)(4)有打開和關(guān)閉兩個狀態(tài)，安裝在透明塑料直管(3)上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣球(5)，其特征是:氣球(5)采用材質(zhì)強度高、彈性大、厚薄均勻的乳膠氣球，充氣后直徑在20cm-30cm之間為宜，氣球(5)套在透明塑料直管(3)的通氣口II(3c)處。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乒乓球(6)，其特征是:乒乓球(6)采用輕質(zhì)材料，其直徑稍小于漏斗的直徑為宜，其顏色采用顯眼的黃色為宜，便于觀察。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料打氣筒(7)，其特征是:塑料打氣筒(7)包括打氣筒本體(7a)、打氣按壓面(7b)、通氣軟管(7c)、軟管通氣嘴(7d)及打氣筒通氣孔(7e)等，通氣軟管(7c)可與打氣筒通氣孔(7e)連接，在用塑料打氣筒(7)給氣球(5)充氣時其軟管通氣嘴(7d)需套在透明塑料直管(3)的通氣口 I (3b)處。
【文檔編號】G09B23/12GK105931537SQ201610464610
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月18日
【發(fā)明人】尤愛惠, 陳顯盈, 周毓淑
【申請人】尤愛惠, 陳顯盈