一種方便驗證球體體積公式的計時沙漏的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種沙漏，具體為一種方便驗證球體體積公式的計時沙漏。
【背景技術】
[0002]沙漏是古人發明的一種計時裝置。沙漏一般由上、下兩個玻璃球通過中間一個狹窄的連接管道聯結構成，其中一個玻璃球內裝有沙子，利用沙子從上玻璃球全部流入下玻璃球所需的時間來計時。使用沙漏時，由于缺乏計時提醒功能，使用者需要不停地盯著沙漏看是否到時間，由此帶來不便。另外，傳統沙漏的功能較為單一，有待進一步開發。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的，是改進現有的沙漏，增加其功能，開發一種方便驗證球體體積公式的計時沙漏。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案:
[0005]—種方便驗證球體體積公式的計時沙漏，包括沙漏本體和用于固定沙漏本體的沙漏架，所述沙漏本體包括空心球、空心圓柱和設于空心球、空心圓柱內的可流動物質，空心球底部和空心圓柱上表面的中部均開有小孔并通過連接管上下連接成一體;所述空心圓柱的底面直徑和高度相等，均等于空心球的直徑;所述可流動物質為有色液體，其總體積等于空心球的體積;所述連接管外表面固定有用于檢測連接管內是否有物質流過的監測器，沙漏架上固定有蜂鳴器，蜂鳴器與監測器電相連。計時開始后，當檢測到連接管內不再有物質流過時，監測器觸發蜂鳴器發出計時結束的提醒聲。
[0006]所述沙漏架上還設有用于讀取空心球和空心圓柱幾何尺寸的長度標尺，以及與液面高度對應的用于沙漏實時計時的時間標尺。
[0007]本實用新型用于驗證球體體積公式的原理如下:一個直徑為D的球體的體積為V球= JtD3/6，而一個底面直徑為D、高為D的圓柱體的體積為底面積乘高，即V柱=(3tD2/4)D = 3tD3/4，故球體與其外切圓柱體的體積之比為V球:％= 2:3。因此，當位于空心球內的有色液體全部流入空心圓柱時，液面正好位于空心圓柱三分之二的高度，通過驗證該關系，利用圓柱體的體積計算公式即可求得球體體積公式。
[0008]本實用新型的有益效果是:本實用新型既可用于計時，還增加了計時結束時的聲音提醒功能，又可方便地驗證球體體積公式，可用于幾何數學中球體體積的教學演示，拓展了傳統沙漏的功能和用途。
【附圖說明】
[0009]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0010]圖1是本實用新型的構成示意圖。
[0011 ]圖2是驗證球體體積的示意圖。
[0012]圖中:1.空心球，2.空心圓柱，3.連接管，4.沙漏架，5.可流動物質，31.監測器，32.蜂鳴器，41.長度標尺，42.時間標尺。
【具體實施方式】
[0013]如圖1所示，本實用新型包括沙漏本體和用于固定沙漏本體的沙漏架4，沙漏本體包括空心球1、空心圓柱2和設于空心球1、空心圓柱2內的可流動物質5，空心球I底部和空心圓柱2上表面的中部均開有小孔并通過連接管3上下連接成一體。空心圓柱2的底面直徑和高度相等，均等于空心球I的直徑。為方便觀察，可流動物質5為有色液體，其總體積等于空心球I的體積;連接管3的外表面固定有用于檢測連接管3內是否有物質流過的監測器31，沙漏架4上固定有蜂鳴器32，蜂鳴器32與監測器31電相連。計時開始后，當檢測到連接管3內不再有物質流過時，監測器31觸發蜂鳴器32發出計時結束的提醒聲。
[0014]沙漏架4上還設有用于讀取空心球I和空心圓柱2幾何尺寸的長度標尺41，以及與液面高度對應的用于沙漏實時計時的時間標尺42。
[0015]如圖2所示，當位于空心球I內的液體全部流入空心圓柱2內時，液面正好位于空心圓柱2高度(設為D)的三分之二位置處，故球體體積為V球=(3iD2/4) (2D/3) = jtD3/6。
【主權項】
1.一種方便驗證球體體積公式的計時沙漏，包括沙漏本體和用于固定沙漏本體的沙漏架，所述沙漏本體包括空心球、空心圓柱和設于空心球、空心圓柱內的可流動物質，空心球底部和空心圓柱上表面的中部均開有小孔并通過連接管上下連接成一體;其特征在于:所述空心圓柱的底面直徑和高度相等，均等于空心球的直徑;所述可流動物質為有色液體，其總體積等于空心球的體積;所述連接管外表面固定有用于檢測連接管內是否有物質流過的監測器，沙漏架上固定有蜂鳴器，蜂鳴器與監測器電相連。2.根據權利要求1所述的一種方便驗證球體體積公式的計時沙漏，其特征在于:所述沙漏架上還設有用于讀取空心球和空心圓柱幾何尺寸的長度標尺，以及與液面高度對應的用于沙漏實時計時的時間標尺。
【專利摘要】本實用新型公開了一種方便驗證球體體積公式的計時沙漏，包括沙漏本體和沙漏架，沙漏本體包括空心球、空心圓柱和可流動物質，空心球和空心圓柱通過連接管上下連接成一體；空心圓柱的底面直徑和高度均等于空心球的直徑；可流動物質為有色液體，其總體積等于空心球的體積；連接管外表面固定有用于檢測連接管內是否有物質流過的監測器，沙漏架上固定有蜂鳴器。本實用新型可用于幾何數學教學演示，方便地驗證球體體積公式，拓展了傳統沙漏的功能和用途。
【IPC分類】G09B23/04, G04F1/06
【公開號】CN205318111
【申請號】CN201620014202
【發明人】陳健, 江正仙, 朱純
【申請人】江南大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月8日