[发明专利]一种演变函数形式的演示实验方法

说明书

本专利公开了一种演变函数形式的演示实验方法，主要由水平射程位置坐标尺、水平移动车、水平面位置坐标尺、n形连杆、悬浮柱体、水筒、透明绘图板、台桌和绘图笔构成，其特征是：所述水平射程位置坐标尺与水平移动车垂直固定在一起，且水平移动车其迎水面与水平射程位置坐标尺边缘线在同一竖直面上，所述水平面位置坐标尺、n形连杆和悬浮柱体固定在一起；操作者在透明绘图板上描绘出不同管径流水管时液面位置与射程的规律，给出一种研究函数形式的演变趋势的方法，这一方法有利于理解函数的演变与物理联系，是很有启发的数理演示方法。这种方法制造成本低、制作极其简易，效果明显。

技术领域

本专利涉及演示一种函数形式演变的实验仪器，属于大学数学与物理教学实验仪器领域。

背景技术

函数在高等数学以及大学物理中经常用到，是很重要的概念，虽有中国专利申请公布号为CN105059022A的指数函数演示及图像绘制装置，及授权公告号为CN203232609U的指数函数演示器，给出了一些演示函数规律的设计，现有技术演示内容过于单调，不利学生全面发展，也缺少函数形式转化演示实验仪器，从一种函数形式演变到另一种函数形式的演示研究内容，为培养学生的创新精神和实践能力，对低年级理工科学生如何利用身边低成本材料给出一种函数形式演变的演示实验装置与方法，本专利就要解决这个问题。本专利是在国家自然基金项目（项目号：11405092）、黑龙江省省属高等学校基本业务费科研项目（项目号：135209251）及黑龙江省高等学校教改与应用项目（项目号：SJGY20170385）的支持下完成的。

参考文献：

1.王书营. 指数函数演示及图像绘制装置 [ZL]申请公布号：CN105059022A ， 申请公布日：2015.11.18

2.张秋杰等. 指数函数演示器[ZL] 授权公告号：CN203232609U ，授权公告日：2013.10.09。

发明内容

本专利是解决课堂或课下用的函数形式演变的一种演示，着重是利用水平射程位置坐标尺、水平移动车、水平面位置坐标尺、悬浮柱体和不同内径的流水管等的结合实现函数形式演变的一种的方法。

本专利技术方案：一种演变函数形式的演示实验方法，主要由水平射程位置坐标尺、水平移动车、水平面位置坐标尺、n形连杆、悬浮柱体、水筒、透明绘图板、台桌、悬浮柱体的等高限位管 和绘图笔构成，其特征是：所述水平射程位置坐标尺与水平移动车垂直固定在一起，且水平移动车其迎水面与水平射程位置坐标尺边缘线在同一竖直面上（水平移动车其迎水面与绘图笔中心线在同一竖直面上），所述水平面位置坐标尺、n形连杆和悬浮柱体固定在一起；所述台桌的面板上有一排带通孔的小车轨道，通孔是便于水流到台桌下面，将底部带有水嘴的两个透明水筒放置在水平放置的台桌面板上，并用水筒连通管连接水嘴使两个透明水筒（均匀柱状透明水桶）连通（注意选用材料，确保安装后连通管内空间体积不变、水筒不形变），其中一个水筒带水平插入孔可以安装流水管，流水管的水流轨迹所在平面与小车轨道平行；将带有绘图网格（透明网格作图图纸）的透明绘图板贴近透明水筒竖直（垂直台桌面板）固定在台桌面板上，先堵上流水管向水筒中加适量水，所述适量水为悬浮柱体全部浸没水中，水不会从水筒中溢出；n形连杆穿过悬浮柱体的等高限位管（避免两个悬浮柱体横向摆动不稳定，影响竖直方向运动），再将水平面位置坐标尺和n形连杆固定在一起，n形连杆另一端穿入悬浮柱体中，调整悬浮柱体相对n形连杆的位置并暂时固定，然后将悬浮柱体放入透明水筒中，待悬浮柱体漂浮在水筒中稳定不动时，水筒中水面所在水平面能与水平面位置坐标尺相交，这时将悬浮柱体与n形连杆固定；也就是，待悬浮柱体漂浮在水筒中稳定不动时，在水平面位置坐标尺上与水筒中水面同一水平面的位置画出水平线（绘图笔头所在水平面），所述水平线用于标定（指示）水筒中水面位置；所述悬浮柱体的等高限位管内壁光滑，其内径与n形连杆的直径相匹配，n形连杆表面为光滑柱面，悬浮柱体的等高限位管由直杆竖直固定在透明绘图板上；所述流水管为均匀柱状管，其外径与水筒带水平插入孔的孔径相匹配，安装时流水管与水平插入孔密封，流水管保持水平；所述水平面位置坐标尺2-1为透明直尺；