[實用新型]一種物理教學用茶壺效應教具

有效

• 申請號: 202220142609.2
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN218585504U
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 郭禹辰;張楠;王美晨;馬藝晴;張寧慧;朱欣雨;林寶璐
• 申請（專利權）人: 遼寧師范大學
• 主分類號: G09B23/06
• 分類號: G09B23/06
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 張欽

本實用新型屬于于物理教學裝置技術領域，公開了一種物理教學用茶壺效應教具。包括鐵架臺、鐵架臺上通過兩個十字夾分別連接設有鐵圈A、鐵圈B；鐵圈A和鐵圈B上下設置，鐵圈A內設有擰有瓶蓋的去杯底塑料瓶，鐵圈B內設有3D打印杯，鐵圈B上還設有量角器，鐵架臺底部里側放置水槽，瓶蓋上設有孔，教具配設有三個3D打印杯和三個瓶蓋。將曲率轉化為杯子半徑，杯壁涂抹的材料選用生活中常見的石蠟、固體膠等，有利于生活化地物理實驗的進行，為中學生課外實驗訓練開辟了新的途徑。

技術領域

本實用新型屬于物理教學裝置技術領域，本實用新型涉及一種物理教學用茶壺效應教具。

背景技術

教學是教師的教和學生的學組成的傳遞人類社會經驗的、有目的的培養人的社會活動。

在日常生活中，液體從容器內向外傾倒時，液體會沿著容器外壁向下流，出現了“粘”在容器壁上的現象，這種現象被稱為“茶壺效應”。

“茶壺效應”的最早的物理研究始于1956年，M.Reiner發現當水注入茶壺內以后，水從茶壺嘴流出。通過實驗得到茶壺效應的作用原理。2010年，C.Duez等人研究發現表面潤濕性是控制流動分離和滴流的一個意想不到的關鍵因素。2019年，E.Jambon-Puillet等人提出了固體的邊緣會使流過它的液體發生明顯的偏轉。

液體流速、杯子曲率、杯子表面的材料是影響茶壺效應的主要因素。盡管“茶壺效應”的相關理論研究已經有60余年的歷史了，但目前該理論并沒有形成相應的技術專利應用在中學教學中，中學生不能運用所學知識對生活中常見現象做出科學的解釋?，F在需要針對于該現象的實驗教學新方案，對以便做為教學輔助教具。實現了前沿科研和基礎教學的有機融合，為中學生課外實驗訓練開辟了新的途徑。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服上述背景技術中的不足，提供一種物理教學用茶壺效應教具，制作教學輔助教具將前沿科學技術應用于基礎教學，為中學生課外實驗訓練開辟了新的途徑。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種物理教學用茶壺效應教具，包括鐵架臺、鐵架臺上通過兩個十字夾分別連接設有鐵圈A、鐵圈B；鐵圈A和鐵圈B上下設置，鐵圈A內設有擰有瓶蓋的去杯底塑料瓶，鐵圈B內設有3D打印杯，鐵圈B上還設有量角器，鐵架臺底部里側放置水槽，瓶蓋上設有孔，教具配設有三個3D打印杯和三個瓶蓋。

進一步的，三個3D打印杯均為去蓋正六面體，其杯底的形狀為正六邊形；三個3D打印杯分別為3D打印杯A、3D打印杯B、3D打印杯C。

進一步的，三個3D打印杯：3D打印杯A、3D打印杯B、3D打印杯C的邊緣曲率分別為0.2厘米、0.6厘米、1厘米。

進一步的，邊緣曲率為0.2厘米的3D打印杯A的側壁中的六條邊分為三組設置，每相鄰兩條邊杯口及側壁為一組，三組分別具體為涂抹有石蠟、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)材料、不涂抹。

進一步的，鐵圈A和鐵圈B的夾角為30度。鐵圈A水平設置。

進一步的，三個瓶蓋：瓶蓋A、瓶蓋B、瓶蓋C上設有的孔的直徑分別為0.4厘米、0.8厘米、1.2厘米。

進一步的，三個瓶蓋：瓶蓋A、瓶蓋B、瓶蓋C所對應的水的流速分別為高流速、中流速、低流速。

進一步的，擰有瓶蓋的去杯底塑料瓶，瓶蓋可以為瓶蓋A、瓶蓋B、瓶蓋C，且瓶蓋可更換。

設置在下方的鐵圈B內設有的3D打印杯A，可以更換成3D打印杯B和3D打印杯C。

本實用新型與現有技術相比具有的有益效果是：

本實驗新型首次提供針對于該現象的實驗教學教具，利用教具演示過程精簡、現象明顯、原理通俗易懂，實現了前沿科研和基礎教學的有機融合，為中小學生課外實驗訓練開辟了新的途徑。