本发明属于考古学教学装置，具体为一种打制石器赫兹锥体原理教学演示装置，在考古学教学领域中便于学生理解领会打制石器基本原理(赫兹锥体原理)。
背景技术：
1、人类作为一种灵长类哺乳动物，在地球上已经有600万年的演化史，经历了从古猿到能人、直立人、早期智人和现代人的演化路径。制作并使用工具是人类和其他动物的根本区别，而打制石器工具则是人类最早的文化标志，贯穿整个旧石器时代，约近300万年的历史。打制石器拥有锋利的边缘和尖刃，犹如动物自身的尖牙和利爪，早期人类主要利用石器抵御恶劣的自然压力，以此来维持生存。可以说，现代社会中的斧、刀、锯、钻，以及汽车、计算机、航天飞机等技术都源自于几百万年前人类对石器工具的发明。
2、打制石器研究属于考古学的研究范畴，赫兹锥体原理是打制石器制作的基本原理，是相关教学和科研工作中必须涉及的内容，因为只有理解并掌握该原理，才能知道石器是如何制作而成的，也才能够正确区分真、假石器。
3、发现赫兹锥体原理的是德国人海因里希·赫兹。他发现当一小球状物体向具有贝壳状断口的扁平物体发力碰撞时，在力的方向上会产生出一个圆锥状破损。古人类通过敲击的动作制作石器，在其破裂面上会产生锥体效应。这是古人类不自觉的运用该原理。
4、然而，撞击需要一定的速度和力度才能成功产生锥体，在以往的教学实验中，一般采用落球实验：实验人员会站在3-5米的高度，向地面上铺设的厚玻璃板垂落小铁球，利用铁球的自由落体产生的重力加速度撞击玻璃板，从而产生锥体。这种方式的实验存在诸多问题：一是其操作过于繁琐，需要动用较大的人力和物力，占用过大的操作空间，而且结果具有不确定性，成功的几率并不高；二是实验占用时间较长，不能满足所有学生都亲自参与并体验；三是小球坠落速度较快，容易砸伤实验人员，具有一定的操作风险，安全隐患较大，容易砸伤。因此，落球实验实为权宜之策，亟待改进。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提供一种打制石器赫兹锥体原理教学演示装置。
2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
3、一种打制石器赫兹锥体原理教学演示装置，包括套管、圆板、弹簧和铁球。
4、在所述套管的管壁顶部设置两个相对的弹簧卡槽。
5、在所述套管的管内壁上且弹簧卡槽的下方设有一圈向内凸出的隔棱。
6、在所述套管的底部外侧固定连接一圆环，为脚踏。
7、所述圆板水平放置在套管内壁的隔棱上。
8、所述弹簧卡槽的形状是上宽下窄的梯形开口，与梯形开口下底边一平延伸横切口。
9、所述弹簧呈螺旋形塔状，在弹簧的最底部有弹簧丝微弯而成的两个相对对称的耳状卡舌。
10、两个所述弹簧卡槽的位置和大小与弹簧的两个耳状卡舌相对应；弹簧通过弹簧卡槽与套管接合，立于套管之上。
11、所述弹簧外顶部设有一个球状的弹簧抓手，在弹簧抓手的下底端固定连接一圆柱形的连杆，连杆的下端外部有螺纹。
12、所述铁球的一顶端内部设有与连杆的外部螺纹相旋合的内螺纹，铁球通过螺纹连接到连杆的底端，使铁球位于弹簧内顶部。
13、所述套管为圆柱体套管，其高度大于内径。
14、所述圆板的厚度在0.1mm到300mm之间。
15、所述套管为pvc材质；圆板为玻璃板或玻璃质地的石板；弹簧为不锈钢材质；铁球为钢珠；弹簧抓手为塑料材质。
16、本发明采用弹簧撞击的方式替代了高处自由落球的操作方式，一方面，弹簧装置解决了以往落球实验产生的速度和力度问题；另一方面，pvc材质的套管可以很好的保护撞击产生的玻璃质锥体和碎屑。具备以下有益效果：
17、1、节省了实验用空间场地，在教室内或实验室内即可操作，设备也更加便携。
18、2、安全性大大提高，以往的高处落球方法存在落球砸伤实验者的安全隐患。
19、3、实验产生赫兹锥体的准确率大大提高，可以保证每次击打都能制造产生锥体，而以往高处落球准确率极低，需要反复操作。
20、4、本装置可重复利用，在授课过程中全员体验性会更强，以往的高处落球实验无法满足每个学员都亲自上手参与，直接经验收获较差。
21、5、本装置也大大节约了实验的经济成本和时间成本，以往需要定制专门的材料，一次完整的实验需要至少两节课的时间，现在可以批量生产该装置，且能够保证一节课上所有学员都能亲自操作实验。
1.一种打制石器赫兹锥体原理教学演示装置，其特征在于，所述打制石器赫兹锥体原理教学演示装置包括套管(1)、圆板(2)、弹簧(3)和铁球(4)；在所述套管(1)的管壁顶部设置两个相对的弹簧卡槽(8)；在所述套管(1)的管内壁上且弹簧卡槽(8)的下方设有一圈向内凸出的隔棱(7)。
2.根据权利要求1所述的一种打制石器赫兹锥体原理教学演示装置，其特征在于，所述圆板(2)水平放置在套管(1)内壁的隔棱(7)上。
3.根据权利要求1所述的一种打制石器赫兹锥体原理教学演示装置，其特征在于，在所述套管(1)的底部外侧固定连接一圆环，为脚踏(9)。
4.根据权利要求1所述的一种打制石器赫兹锥体原理教学演示装置，其特征在于，所述弹簧卡槽(8)的形状是上宽下窄的梯形开口，与梯形开口下底边一平延伸横切口。
5.根据权利要求1所述的一种打制石器赫兹锥体原理教学演示装置，其特征在于，所述弹簧(3)呈螺旋形塔状，在弹簧(3)的最底部有弹簧丝微弯而成的两个相对对称的耳状卡舌。
6.根据权利要求5所述的一种打制石器赫兹锥体原理教学演示装置，其特征在于，两个所述弹簧卡槽(8)的位置和大小与弹簧(3)的两个耳状卡舌相对应；弹簧(3)通过弹簧卡槽(8)与套管(1)接合，立于套管(1)之上。
7.根据权利要求5所述的一种打制石器赫兹锥体原理教学演示装置，其特征在于，所述弹簧(3)外顶部设有一个球状的弹簧抓手(5)，在弹簧抓手(5)的下底端固定连接一圆柱形的连杆(6)，连杆(6)的下端外部有螺纹。
8.根据权利要求7所述的一种打制石器赫兹锥体原理教学演示装置，其特征在于，所述铁球(4)的一顶端内部设有与连杆(6)的外部螺纹相旋合的内螺纹，铁球(4)通过螺纹连接到连杆(6)的底端，使铁球(4)位于弹簧(3)内顶部。
9.根据权利要求1所述的一种打制石器赫兹锥体原理教学演示装置，其特征在于，所述套管(1)为圆柱体套管，其高度大于内径；所述圆板(2)的厚度在0.1mm到300mm之间。
10.根据权利要求7所述的一种打制石器赫兹锥体原理教学演示装置，其特征在于，所述套管(1)为pvc材质；圆板(2)为玻璃板或玻璃质地的石板；弹簧(3)为不锈钢材质；铁球(4)为钢珠；弹簧抓手(5)为塑料材质。
