教具“多功能坡角测量器”设计制作

王洛阳

☆教具制作☆

教具“多功能坡角测量器”设计制作

王洛阳

多功能坡角测量器适用于测量斜坡的倾斜角(即坡角)是多少，也可用于测量物体高度时仰角是多少，也可用于测量物体是否居于水平位置，是教师的教具，又是学生的学习用品。

一、设计原理和使用说明

多功能坡角测量器利用重力原理和两直线平行内错角相等的原理来进行设计。(1)测量坡角时，由于坡往往是实体的，不可能把坡的水平面挖开后用量角器量出坡角，于是设计的思路是把坡角转化到测量器上，从而读出来。当测量器放在坡面上时，由于重力的关系，测量器上的量角器随之转动，转动之后量角器的水平线和木块标的原水平线成一个夹角，并指向量角器的读数。此时，夹角即坡角，其读数是坡角的度数。(2)测量仰角时，其原理和测量坡角相似，正放测量器后，进行调整，视线通过木块上面平面指向测量物(测量目标)时，读数即仰角。(3)判断物体是否居于水平位置时，把测量器放于物体上，若量角器的水平线和木块标识水平线重合时，物体处于水平位置，否则不是。这是因为能转动的量角器受地球引力影响，重力向下，其水平线能处于水平位置，而木块放在物体上时，木块的水平线反映了物体的水平情况，它与量角器的水平线重合与否反映了物体是否处于水平位置。

二、设计背景

在进行计算和测量斜坡的倾斜角有关问题时，课本没有明确的方法介绍。对坡角测量和对旗杆高度计算时所用的仰角是多少往往束手无策，因此，设计出多功能坡角测量器，这样让学生直观简便地测量出坡角，从而计算出坡的垂直高度和水平宽度，满足了教学需要和学生进行现实生活中有关直角三角形研究性学习活动的需要。

三、使用现状及发展方向

本测量器具有测坡角和仰角的功能，还可能测物体是否处于水平位置。紧扣教材需要，既现实又方便，新颖别致。创新之处是结构简单科学，用一块六面平滑的长方体和一个量角器即可，测量直观简便，有利于教师教学和学生研究性学习的开展。

四、原理图

1.图1为多功能坡角测量器实物图

图1

2.多功能坡角测量器设计原理图

(1)测量坡角(如图2所示)：∠1=∠2=∠3

图2

(2)测量仰角(如图3所示)：∠1=∠2=∠3

图3

(3)判断物体是否居于水平位置(如图4所示)

六、概念分析链接

1.坡角：坡面与水平面的夹角叫做坡角。

2.坡度(或坡比)：坡面的铅直高度(h)和水平宽度(L)的比叫做坡度(或坡比)，“坡度”是一个比值，它并不表示一个角度。

我们把斜坡面与水平面的夹角叫做坡角，设坡角为α，坡度为i，则坡度i＝h/L=tanα。坡度有时使用百分比表示，即：i=h/L×100%，通常用来说明汽车的爬坡能力。在修堤、筑坝、开渠、挖河时，我们常常需要表示斜坡的倾斜程度，坡度越大，则坡角越大，坡面越陡。

稿件编号：P1101071

作者姓名：王洛阳，本科，副校长。

福建省晋江陈埭民族中学。