教具“多功能坡角測量器”設計制作

王洛陽

☆教具制作☆

教具“多功能坡角測量器”設計制作

王洛陽

多功能坡角測量器適用于測量斜坡的傾斜角(即坡角)是多少，也可用于測量物體高度時仰角是多少，也可用于測量物體是否居于水平位置，是教師的教具，又是學生的學習用品。

一、設計原理和使用說明

多功能坡角測量器利用重力原理和兩直線平行內錯角相等的原理來進行設計。(1)測量坡角時，由于坡往往是實體的，不可能把坡的水平面挖開后用量角器量出坡角，于是設計的思路是把坡角轉化到測量器上，從而讀出來。當測量器放在坡面上時，由于重力的關系，測量器上的量角器隨之轉動，轉動之后量角器的水平線和木塊標的原水平線成一個夾角，并指向量角器的讀數。此時，夾角即坡角，其讀數是坡角的度數。(2)測量仰角時，其原理和測量坡角相似，正放測量器后，進行調整，視線通過木塊上面平面指向測量物(測量目標)時，讀數即仰角。(3)判斷物體是否居于水平位置時，把測量器放于物體上，若量角器的水平線和木塊標識水平線重合時，物體處于水平位置，否則不是。這是因為能轉動的量角器受地球引力影響，重力向下，其水平線能處于水平位置，而木塊放在物體上時，木塊的水平線反映了物體的水平情況，它與量角器的水平線重合與否反映了物體是否處于水平位置。

二、設計背景

在進行計算和測量斜坡的傾斜角有關問題時，課本沒有明確的方法介紹。對坡角測量和對旗桿高度計算時所用的仰角是多少往往束手無策，因此，設計出多功能坡角測量器，這樣讓學生直觀簡便地測量出坡角，從而計算出坡的垂直高度和水平寬度，滿足了教學需要和學生進行現實生活中有關直角三角形研究性學習活動的需要。

三、使用現狀及發展方向

本測量器具有測坡角和仰角的功能，還可能測物體是否處于水平位置。緊扣教材需要，既現實又方便，新穎別致。創新之處是結構簡單科學，用一塊六面平滑的長方體和一個量角器即可，測量直觀簡便，有利于教師教學和學生研究性學習的開展。

四、原理圖

1.圖1為多功能坡角測量器實物圖

圖1

2.多功能坡角測量器設計原理圖

(1)測量坡角(如圖2所示)：∠1=∠2=∠3

圖2

(2)測量仰角(如圖3所示)：∠1=∠2=∠3

圖3

(3)判斷物體是否居于水平位置(如圖4所示)

六、概念分析鏈接

1.坡角：坡面與水平面的夾角叫做坡角。

2.坡度(或坡比)：坡面的鉛直高度(h)和水平寬度(L)的比叫做坡度(或坡比)，“坡度”是一個比值，它并不表示一個角度。

我們把斜坡面與水平面的夾角叫做坡角，設坡角為α，坡度為i，則坡度i＝h/L=tanα。坡度有時使用百分比表示，即：i=h/L×100%，通常用來說明汽車的爬坡能力。在修堤、筑壩、開渠、挖河時，我們常常需要表示斜坡的傾斜程度，坡度越大，則坡角越大，坡面越陡。

稿件編號：P1101071

作者姓名：王洛陽，本科，副校長。

福建省晉江陳埭民族中學。