CN106057033B - 浮力演示教学教具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮力演示教学教具，包括承载机构、举升机构、重块测量机构、重块、水杯、量杯等，其中承载机构起承载作用，举升机构可以将水杯、量杯进行举升，与此同时重块测量机构下方固定有重块，当举升机构进行举升操作时，水杯和量杯向上移动，当重块进入水杯时水溢出，重块测量机构显示数值变小，水溢出后流入量杯。试验结束后操作举升机构下移至承载机构上方，此时测量量杯中溢出水的重量等于重块测量机构显示数值变小的数量，即浮力等于排水的重力。本发明可精确地对浮力实验，且整体结构合理、操作简单，保证教学生动有趣，本发明可广泛应用于物理教学中。

Description

浮力演示教学教具

技术领域

本发明涉及一种物理教学用具，具体地说是一种浮力演示教学教具。

背景技术

学生们在学习书本知识时，辅助于教学教学教具和实验装置，对加深所学知识的理解和掌握是有极大帮助的，尤其是对初次接触学习浮力等相关知识的学生来说，物理随堂实验装置是非常必须的。而在现有的物理教学中，就缺少这样的随堂实验装置，老师要么完全依靠书本知识进行教学，要么自己制作一些不规范的自制教学教具来帮助学生理解物理知识，无论是教学教具的可靠性以及实际的教学目的都达不到理想的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种浮力演示教学教具，能够解决现有技术中所存在的上述问题。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案来实现：

一种浮力演示教学教具，包括承载机构和举升机构，所述承载机构包括设置于桌面上的基座，所述基座的左端部设置有立柱连接板，所述立柱连接板上设置有与所述基座垂直的立柱，所述立柱的上端部设置有垂直于所述立柱且向右侧水平延伸的横杆，所述横杆的最右端上平面设置有向所述横杆左侧延伸的滑槽，所述滑槽的右侧边缘处的底部设置有防脱螺栓，在所述基座上且位于所述立柱的右侧沿前后方向分别设置有固定座一和固定座二，所述固定座一和所述固定座二上沿左右方向各设置有两个连接孔，所述举升机构包括举升台和四个结构相同的左上升降支架、右上升降支架、左下升降支架和右下升降支架，所述举升台上的下平面上沿前后方向上分别设置有固定座三和固定座四，所述固定座三和所述固定座四上沿左右方向各设置有两个连接孔，四个所述升降支架的上端的前侧和后侧各设置有一个连接圆孔，四个所述升降支架的下端的前侧和后侧各设置有一个连接圆孔，所述左上升降支架上端的两个连接圆孔与所述固定座三和所述固定座四左端的两个连接孔对应且四者通过定位销连接，所述右上升降支架上端的两个连接圆孔与所述固定座三和所述固定座四右端的两个连接孔对应且四者通过定位销连接，所述左下升降支架下端的两个连接圆孔与所述固定座一和所述固定座二左端的两个连接孔对应且四者通过定位销连接，所述右下升降支架下端的两个连接圆孔与所述固定座一和所述固定座二右端的两个连接孔对应且四者通过定位销连接，所述左上升降支架下端的两个连接圆孔与所述左下升降支架上端的两个连接圆孔对应且四者通过中间连接轴二连接，所述右上升降支架下端的两个连接圆孔与所述右下升降支架上端的两个连接圆孔对应且四者通过中间连接轴一连接，所述中间连接轴一沿其轴线方向的中间位置设置有与螺纹杆装配的通孔，所述中间连接轴二沿其轴线方向的中间位置设置有与所述螺纹杆螺纹配合的螺纹管，所述螺纹杆穿过所述通孔和所述螺纹管，所述螺纹杆上且位于所述通孔的右侧依次设置有轴承和凸起，所述轴承的右端抵靠所述凸起且左端抵靠所述中间连接轴一，所述螺纹杆的右端垂直连接有旋转杆，所述举升台的上平面右侧设置有水杯固定槽，所述水杯固定槽上固定有开口朝上的方形水杯，所述方形水杯的左侧上端设置有出水口，所述出水口处连接有出水管，所述举升台的上平面位于所述水杯固定槽的左侧设置有量杯固定槽，所述量杯固定槽上设置有开口朝上的量杯，所述出水管伸入所述量杯的开口，所述方形水杯内装有纯净水，所述纯净水在所述方形水杯内的高度与所述方形水杯的出水口的最下端的高度相等，所述滑槽上装配有与所述滑槽滑动配合的重块测量机构，所述重块测量机构包括测量机构本体，所述测量机构本体上设置有沿左右方向贯通的滑动开口，所述滑动开口的顶端设置有与所述滑槽滑动装配的滑动凸起，所述滑动机构本体的上平面上设置有滑动手柄，所述滑动机构本体的下平面上固连有电子秤一，所述电子秤一的下平面设置有用于悬挂重块的挂钩，所述重块与所述挂钩装配后且所述举升机构位于最低点时所述重块的底面高于所述纯净水的水平面，所述电子秤一的前侧面上设置有用于显示所述重块重量的显示屏，所述基座上平面前部且位于所述举升机构的右侧设置有电子秤二。

作为限定，所述基座上平面且位于所述电子秤二的正后方设置有储物盒，所述储物盒的左上方设置有用于固定试剂瓶的试剂瓶固定槽，所述储物盒的右上方设置有用于固定所述重块的重块固定槽。

作为另一种限定，所述所述立柱与所述立柱连接板一体成型，所述立柱连接板与所述基座通过螺栓固定。

作为限定，所述横杆的左端部设置有横杆连接盒，所述横杆连接盒的左端面设置有螺栓孔，所述立柱左侧上端面设置有螺纹孔，所述横杆连接盒套装于所述立柱的上端并通过连接螺栓穿过所述螺栓孔和所述螺纹孔实现拧紧以固定所述立柱和所述横杆。

作为另一种限定，所述立柱上端的右端面与所述横杆连接盒的内壁通过焊接固定。

作为限定，所述基座的底部前后方向设置有贯通所述基座的开口一，所述基座的底部左右方向设置有贯通所述基座的开口二。

本发明由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

本发明可以通过举升机构对水杯和量杯的高度进行调整，使水杯和量杯向上移动，当重块进入水杯时水溢出，重块测量机构显示数值变小，水溢出后流入量杯，此时测量量杯中溢出水的重量与重块测量机构显示数值变小的数量，即浮力是否等于排水的重力。因此本发明可通过上诉结构精确地进行浮力演示，操作简单，且保证教学生动有趣。

综上，本发明实用性高，能够满足浮力教学需求，并能达到很好的教学效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明实施例所述的整体结构示意图；

图2为本发明实施例所述的承载机构的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的举升机构的结构示意图；

图4为本发明实施例所述的重块测量机构的结构示意图。

在附图中：1-承载机构，111-基座，112-开口一，113-开口二，121-立柱，122-立柱连接板，131-横杆，132-连接螺栓，133-横杆连接盒，134-滑槽，135-防脱螺栓，141-储物盒，142-试剂瓶固定槽，143-重块固定槽，151-电子秤二，152-第二显示屏，161、固定座一，162、固定座二，2-举升机构，211、左下升降支架，212、右下升降支架，221、左上升降支架，222、右上升降支架，231-举升台，232-量杯固定槽，233-水杯固定槽，234、固定座三，235、固定座四，241、螺纹杆，242、旋转杆，243、凸起，244、轴承，251、连接轴一，2511、通孔，252、连接轴二，2521、螺纹管，3-重块测量机构，311-测量机构本体，312-滑动开口，313-滑动凸起，331-电子秤一，332-显示屏，341-挂钩，4-重块，5-方形水杯，6-量杯，7-试剂瓶。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的浮力演示教学教具，包括承载机构1和举升机构2，所述承载机构1包括设置于桌面上的基座111，所述基座的左端部设置有立柱连接板122，所述立柱连接板122上设置有与所述基座111垂直的立柱121，所述立柱121的上端部设置有垂直于所述立柱121且向右侧水平延伸的横杆131，所述横杆131的最右端上平面设置有向所述横杆131左侧延伸的滑槽134，所述滑槽134的右侧边缘处的底部设置有防脱螺栓135，在所述基座111上且位于所述立柱121的右侧沿前后方向分别设置有固定座一161和固定座二162，所述固定座一161和所述固定座二162上沿左右方向各设置有两个连接孔，所述举升机构2包括举升台231和四个结构相同的左上升降支架221、右上升降支架222、左下升降支架211和右下升降支架212，所述举升台231上的下平面上沿前后方向上分别设置有固定座三234和固定座四235，所述固定座三234和所述固定座四235上沿左右方向各设置有两个连接孔，四个所述升降支架的上端的前侧和后侧各设置有一个连接圆孔，四个所述升降支架的下端的前侧和后侧各设置有一个连接圆孔，所述左上升降支架221上端的两个连接圆孔与所述固定座三234和所述固定座四235左端的两个连接孔对应且四者通过定位销连接，所述右上升降支架222上端的两个连接圆孔与所述固定座三234和所述固定座四235右端的两个连接孔对应且四者通过定位销连接，所述左下升降支架211下端的两个连接圆孔与所述固定座一161和所述固定座二162左端的两个连接孔对应且四者通过定位销连接，所述右下升降支架212下端的两个连接圆孔与所述固定座一161和所述固定座二162右端的两个连接孔对应且四者通过定位销连接，所述左上升降支架221下端的两个连接圆孔与所述左下升降支架211上端的两个连接圆孔对应且四者通过中间连接轴二252连接，所述右上升降支架222下端的两个连接圆孔与所述右下升降支架212上端的两个连接圆孔对应且四者通过中间连接轴一251连接，所述中间连接轴一251沿其轴线方向的中间位置设置有与螺纹杆241装配的通孔2511，所述中间连接轴二252沿其轴线方向的中间位置设置有与所述螺纹杆241螺纹配合的螺纹管2521，所述螺纹杆241穿过所述通孔2511和所述螺纹管2521，所述螺纹杆241上且位于所述通孔2511的右侧依次设置有轴承244和凸起243，所述轴承244的右端抵靠所述凸起243且左端抵靠所述中间连接轴一251，所述螺纹杆241的右端垂直连接有旋转杆242，所述举升台231的上平面右侧设置有水杯固定槽233，所述水杯固定槽233上固定有开口朝上的方形水杯5，所述方形水杯5的左侧上端设置有出水口，所述出水口处连接有出水管，所述举升台231的上平面位于所述水杯固定槽233的左侧设置有量杯固定槽232，所述量杯固定槽232上设置有开口朝上的量杯6，所述出水管伸入所述量杯6的开口，所述方形水杯5内装有纯净水，所述纯净水在所述方形水杯5内的高度与所述方形水杯5的出水口的最下端的高度相等，所述滑槽134上装配有与所述滑槽134滑动配合的重块测量机构3，所述重块测量机构3包括测量机构本体311，所述测量机构本体311上设置有沿左右方向贯通的滑动开口312，所述滑动开口312的顶端设置有与所述滑槽134滑动装配的滑动凸起313，所述滑动机构本体311的上平面上设置有滑动手柄321，所述滑动机构本体311的下平面上固连有电子秤一331，所述电子秤331的下平面设置有用于悬挂重块4的挂钩341，所述重块4与所述挂钩装配后且所述举升机构2位于最低点时所述重块的底面高于所述纯净水的水平面，所述电子秤一331的前侧面上设置有用于显示所述重块重量的显示屏332，所述基座111上平面前部且位于所述举升机构2的右侧设置有电子秤二151。

本发明的实施例中，横杆131的最右端上平面设置有向横杆131左侧延伸的滑槽134，滑槽134的长度可以根据重块4在方形水杯5上方的位置进行相应设计，需要保证重块4能够在方形水杯5的开口内自由移动即可，进行组装时，旋下滑槽134右端的防脱螺栓135，使横杆131的滑槽部分穿过测量机构本体311的滑动开口312，使滑动开口312上的滑动凸起313与滑槽134滑动配合，之后拧紧防脱螺栓135，防止重块测量机构3脱落，此时重块测量机构3可以在滑槽134上自由滑动，通过滑动开口312上的滑动凸起313与滑槽134的配合，有效保证了二者之间连接的可靠性，同时重块测量机构3上设置有电子秤331，电子秤331上的显示屏332在重块4未与纯净水接触时显示一测量数值，举升机构2包括举升台231和四个结构相同的左上升降支架221、右上升降支架222、左下升降支架211和右下升降支架212以及中间连接轴一251、螺纹杆241和中间连接轴二251，螺纹杆241穿过中间连接轴251上的通孔2511和中间连接轴二的螺纹管2521，当转动螺纹杆241上的旋转杆242时，可以改变螺纹杆241与螺纹管2521的螺纹配合位置，进而缩短中间连接轴一251和中间连接轴二252的距离，可以使举升台231上的方形水杯5以及量杯6向上运动，进而使重块4进入水杯，以使水杯中的纯净水溢出，并流入量杯中，当重块下沉到合适位置时，电子秤331上的显示屏332显示重块4在浮力作用下的另一测量数值，此时实验结束，操作举升机构2下移至最低端，此时将量杯6至于电子秤二151上，此时第二显示屏152上即可显示出测量数值，该测量数值为电子秤二151的实测数值减去量杯6的重量，如果此测量数值等于电子秤一331的显示屏332在重块未与纯净水接触的显示数值减去实验结束时显示屏332的显示数值，则证明F 浮=G排，（G排等于流入量杯6中的水的重量，F浮等于电子秤一331的显示屏332在重块未与纯净水接触的显示数值减去实验结束时显示屏332的显示数值，即重块在水中的浮力，）。

需要说明的是，纯净水在方形水杯5内的高度与方形水杯5的出水口的最下端的高度相等，就是说方形水杯5中的纯净水刚好处于未流出状态，只要重块4与水平面一接触，纯净水即可通过出水管进入量杯，这样即可有效保证实验的精确度；另外重块4与挂钩341装配后且在举升机构2位于最低点时，重块4的底面高于纯净水的水平面，如此方便了实验的操作和进行。

进一步地，如图1、图2所示，所述基座111上平面且位于所述电子秤二151的正后方设置有储物盒141，所述储物盒141的左上方设置有用于固定试剂瓶7的试剂瓶固定槽142，所述储物盒141的右上方设置有用于固定所述重块4的重块固定槽143。

本发明的实施例中，电子秤二151的正后方设置有储物盒141，且两者均设置于举升机构2的右侧，这样有效保证了各部件组成在基座111上的紧凑合理的布置，并且储物盒141的左上方设置有用于固定试剂瓶7的试剂瓶固定槽142，储物盒141的右上方设置有用于固定所述重块4的重块固定槽143，这样的设置方便了实验结束后重块4的放置，且取放方便，同时试剂瓶7中可存放不同密度大小的液体，如盐水等，试验中可将方形水杯5中的纯净水替换成盐水，由此可使重块4在不同密度的液体中进行实验，增加实验的趣闻性。

进一步地，如图2所示，所述所述立柱121与所述立柱连接板122一体成型，所述立柱连接板122与所述基座111通过螺栓固定。

本发明的实施例中，立柱121与立柱连接板122一体成型，加工方便且制造成本低，同时立柱连接板122与基座111通过螺栓固定，保证了连接可靠性。

进一步地，如图2所示，所述横杆131的左端部设置有横杆连接盒133，所述横杆连接盒133的左端面设置有螺栓孔，所述立柱121左侧上端面设置有螺纹孔，所述横杆连接盒133套装于所述立柱121的上端并通过连接螺栓132穿过所述螺栓孔和所述螺纹孔实现拧紧以固定所述立柱121和所述横杆131。

进一步地，所述立柱121上端的右端面与所述横杆连接盒133的内壁通过焊接固定。

在本发明的实施例中，由于横杆131右侧需要承担重块测量机构3的重量，且重块测量机构3的下方设置有重块4，横杆131右侧的负载较大，因此在保证横杆131本身强度的同时更需要保证横杆131与立柱121连接处的强度，本发明通过在横杆131的左端部设置有横杆连接盒133，横杆连接盒133套装于立柱121的上端，同时两者左端通过螺栓固定，其固定方式简单且牢固，横杆连接盒133与立柱121的右侧连接处由于横杆131的干涉，在不方便使用螺栓连接的情况下通过焊接固定，这样不仅增加了两者的连接面积，同时通过连接螺栓和焊接的双重固定，有效保证了横杆131与立柱121连接的可靠性。

进一步地，如图所示，所述基座111的底部前后方向设置有贯通所述基座111的开口一112，所述基座111的底部左右方向设置有贯通所述基座111的开口二113。

由此，开口一112和开口二113的设计可以保证基座111与桌面的稳定接触。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种浮力演示教学教具，其特征在于：包括承载机构（1）和举升机构（2），所述承载机构（1）包括设置于桌面上的基座（111），所述基座的左端部设置有立柱连接板（122），所述立柱连接板（122）上设置有与所述基座（111）垂直的立柱（121），所述立柱（121）的上端部设置有垂直于所述立柱（121）且向右侧水平延伸的横杆（131），所述横杆（131）的最右端上平面设置有向所述横杆（131）左侧延伸的滑槽（134），所述滑槽（134）的右侧边缘处的底部设置有防脱螺栓（135），在所述基座（111）上且位于所述立柱（121）的右侧沿前后方向分别设置有固定座一（161）和固定座二（162），所述固定座一（161）和所述固定座二（162）上沿左右方向各设置有两个连接孔，所述举升机构（2）包括举升台（231）和四个结构相同的左上升降支架（221）、右上升降支架（222）、左下升降支架（211）和右下升降支架（212），所述举升台（231）上的下平面上沿前后方向上分别设置有固定座三（234）和固定座四（235），所述固定座三（234）和所述固定座四（235）上沿左右方向各设置有两个连接孔，四个所述升降支架的上端的前侧和后侧各设置有一个连接圆孔，四个所述升降支架的下端的前侧和后侧各设置有一个连接圆孔，所述左上升降支架（221）上端的两个连接圆孔与所述固定座三（234）和所述固定座四（235）左端的两个连接孔对应且四者通过定位销连接，所述右上升降支架（222）上端的两个连接圆孔与所述固定座三（234）和所述固定座四（235）右端的两个连接孔对应且四者通过定位销连接，所述左下升降支架（211）下端的两个连接圆孔与所述固定座一（161）和所述固定座二（162）左端的两个连接孔对应且四者通过定位销连接，所述右下升降支架（212）下端的两个连接圆孔与所述固定座一（161）和所述固定座二（162）右端的两个连接孔对应且四者通过定位销连接，所述左上升降支架（221）下端的两个连接圆孔与所述左下升降支架（211）上端的两个连接圆孔对应且四者通过中间连接轴二（252）连接，所述右上升降支架（222）下端的两个连接圆孔与所述右下升降支架（212）上端的两个连接圆孔对应且四者通过中间连接轴一（251）连接，所述中间连接轴一（251）沿其轴线方向的中间位置设置有与螺纹杆（241）装配的通孔（2511），所述中间连接轴二（252）沿其轴线方向的中间位置设置有与所述螺纹杆（241）螺纹配合的螺纹管（2521），所述螺纹杆（241）穿过所述通孔（2511）和所述螺纹管（2521），所述螺纹杆（241）上且位于所述通孔（2511）的右侧依次设置有轴承（244）和凸起（243），所述轴承（244）的右端抵靠所述凸起（243）且左端抵靠所述中间连接轴一（251），所述螺纹杆（241）的右端垂直连接有旋转杆（242），所述举升台（231）的上平面右侧设置有水杯固定槽（233），所述水杯固定槽（233）上固定有开口朝上的方形水杯（5），所述方形水杯（5）的左侧上端设置有出水口，所述出水口处连接有出水管，所述举升台（231）的上平面位于所述水杯固定槽（233）的左侧设置有量杯固定槽（232），所述量杯固定槽（232）上设置有开口朝上的量杯（6），所述出水管伸入所述量杯（6）的开口，所述方形水杯（5）内装有纯净水，所述纯净水在所述方形水杯（5）内的高度与所述方形水杯（5）的出水口的最下端的高度相等，所述滑槽（134）上装配有与所述滑槽（134）滑动配合的重块测量机构（3），所述重块测量机构（3）包括测量机构本体（311），所述测量机构本体（311）上设置有沿左右方向贯通的滑动开口（312），所述滑动开口（312）的顶端设置有与所述滑槽（134）滑动装配的滑动凸起（313），所述滑动机构本体（311）的上平面上设置有滑动手柄（321），所述滑动机构本体（311）的下平面上固连有电子秤一（331），所述电子秤一（331）的下平面设置有用于悬挂重块（4）的挂钩（341），所述重块（4）与所述挂钩装配后且所述举升机构（2）位于最低点时所述重块的底面高于所述纯净水的水平面，所述电子秤一（331）的前侧面上设置有用于显示所述重块重量的显示屏（332），所述基座（111）上平面前部且位于所述举升机构（2）的右侧设置有电子秤二(151)。

2.根据权利要求1所述的浮力演示教学教具，其特征在于：所述基座（111）上平面且位于所述电子秤二(151)的正后方设置有储物盒（141），所述储物盒（141）的左上方设置有用于固定试剂瓶（7）的试剂瓶固定槽（142），所述储物盒（141）的右上方设置有用于固定所述重块（4）的重块固定槽（143）。

3.根据权利要求1或2所述的浮力演示教学教具，其特征在于：所述所述立柱（121）与所述立柱连接板（122）一体成型，所述立柱连接板（122）与所述基座（111）通过螺栓固定。

4.根据权利要求3所述的浮力演示教学教具，其特征在于：所述横杆（131）的左端部设置有横杆连接盒（133），所述横杆连接盒（133）的左端面设置有螺栓孔，所述立柱（121）左侧上端面设置有螺纹孔，所述横杆连接盒（133）套装于所述立柱（121）的上端并通过连接螺栓（132）穿过所述螺栓孔和所述螺纹孔实现拧紧以固定所述立柱（121）和所述横杆（131）。

5.根据权利要求4所述的浮力演示教学教具，其特征在于：所述立柱（121）上端的右端面与所述横杆连接盒（133）的内壁通过焊接固定。

6.根据权利要求1所述的浮力演示教学教具，其特征在于：所述基座（111）的底部前后方向设置有贯通所述基座（111）的开口一（112），所述基座（111）的底部左右方向设置有贯通所述基座（111）的开口二（113）。