CN108320635A - 一种物理浮力教学用演示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物理浮力教学用演示装置，包括支撑底座，所述支撑底座的顶端一侧固定安装有竖直设置的第一支撑板，第一支撑板的顶端固定安装有第二支撑板，支撑底座的顶端固定安装有水槽，第二支撑板的顶端固定安装有显示器，第二支撑板的底端分别固定安装有推杆电机与控制器，推杆电机与第二支撑板之间还固定安装有压力传感器，推杆电机的输出轴固定安装有安装箱，安装箱内固定安装有两根水平设置的导向杆，安装箱内还设有两个滑动块，滑动块上开设有两个导向孔，两个滑动块相靠近的一侧均固定安装有水平设置的齿条。本发明结构巧妙，浮力演示效果直观，增加了教学的趣味性，使得学生对浮力的理解更加轻松。

Description

一种物理浮力教学用演示装置

技术领域

本发明涉及教学技术领域，尤其涉及一种物理浮力教学用演示装置。

背景技术

力指物体在流体(包括液体和气体)中，各表面受流体(液体和气体)压力的差(合力)。公元前245年，阿基米德发现了浮力原理。浮力的定义式为F浮＝G排(即物体浮力等于物体下沉时排开液体的重力)，计算可用它推导出公式F浮＝ρ液gV排(ρ液：液体密度，单位千克/立方米；g：重力与质量的比值g＝9.8N/kg在粗略计算时，g可以取10N/kg，单位牛顿；V排：排开液体的体积，单位立方米)。液体的浮力也适用于气体。

现有的物理教学过程中对浮力的描述大多仅通过口头讲解与文字阐述，不能直观的将浮力的性质展示给学生，教学效果较差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种物理浮力教学用演示装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种物理浮力教学用演示装置，包括支撑底座，所述支撑底座的顶端一侧固定安装有竖直设置的第一支撑板，第一支撑板的顶端固定安装有第二支撑板，支撑底座的顶端固定安装有水槽，第二支撑板的顶端固定安装有显示器，第二支撑板的底端分别固定安装有推杆电机与控制器，推杆电机与第二支撑板之间还固定安装有压力传感器，推杆电机的输出轴固定安装有安装箱，安装箱内固定安装有两根水平设置的导向杆，安装箱内还设有两个滑动块，滑动块上开设有两个导向孔，导向杆通过导向孔贯穿滑动块，两个滑动块相靠近的一侧均固定安装有水平设置的齿条，安装箱的一侧内壁上固定安装有旋转电机，旋转电机的输出轴固定安装有齿轮，齿轮位于两根齿条之间，且齿轮与两根齿条均相啮合，滑动块的底端固定安装有竖直设置的滑动杆，安装箱的底端开设有两个滑动口，滑动杆的底端通过滑动口延伸至安装箱的外部。

优选的，所述滑动杆的底端固定安装有竖直设置的固定板，两个固定板相靠近的一侧均固定安装有水平设置的固定杆。

优选的，所述固定杆上开设有滑动腔，滑动腔内滑动安装有水平设置的调节杆，调节杆与滑动腔的内壁之间固定连接有弹簧，调节杆远离弹簧的一端延伸至滑动腔的外部。

优选的，所述调节杆远离弹簧的一端固定安装有夹持板。

优选的，所述固定杆远离固定板的一端开设有滑动孔，调节杆通过滑动孔延伸至滑动腔的外部。

优选的，所述调节杆与弹簧之间还固定安装有竖直设置的卡块，卡块的宽度大于滑动孔的宽度。

优选的，所述控制器为HAD-SC200控制器或HACH-SC200控制器，显示器与控制器的输出端通过导线连接，压力传感器与控制器的输入端通过导线连接。

本发明的有益效果是：

1、通过第二支撑板、压力传感器、控制器、推杆电机、安装箱和显示器的配合达到了检测浮块浮力并通过显示器显示出来的效果，学生可直观的贯穿到浮块在下沉过程中浮力的变化。

2、通过导向杆、滑动块、齿条、旋转电机、齿轮、滑动杆、固定板、固定杆、调节杆、弹簧、卡块和夹持板的配合达到了自动夹持不同体积的浮块的效果，从而可对比不同体积浮块沉入水中所产生的浮力。

本发明结构巧妙，浮力演示效果直观，增加了教学的趣味性，使得学生对浮力的理解更加轻松。

附图说明

图1为本发明提出的一种物理浮力教学用演示装置的侧视角剖视图；

图2为本发明提出的一种物理浮力教学用演示装置的安装箱剖视图；

图3为本发明提出的一种物理浮力教学用演示装置的固定杆剖视图。

图中：1支撑底座、2第一支撑板、3水槽、4第二支撑板、5压力传感器、6推杆电机、7安装箱、8显示器、9导向杆、10滑动块、11齿条、12旋转电机、13齿轮、14滑动杆、15固定板、16固定杆、17调节杆、18弹簧、19卡块、20夹持板、21控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-3，一种物理浮力教学用演示装置，包括支撑底座1，支撑底座1的顶端一侧固定安装有竖直设置的第一支撑板2，第一支撑板2的顶端固定安装有第二支撑板4，支撑底座1的顶端固定安装有水槽3，第二支撑板4的顶端固定安装有显示器8，第二支撑板4的底端分别固定安装有推杆电机6与控制器21，推杆电机6与第二支撑板4之间还固定安装有压力传感器5，推杆电机6的输出轴固定安装有安装箱7，安装箱7内固定安装有两根水平设置的导向杆9，安装箱7内还设有两个滑动块10，滑动块10上开设有两个导向孔，导向杆9通过导向孔贯穿滑动块10，两个滑动块10相靠近的一侧均固定安装有水平设置的齿条11，安装箱7的一侧内壁上固定安装有旋转电机12，旋转电机12的输出轴固定安装有齿轮13，齿轮13位于两根齿条11之间，且齿轮13与两根齿条均相啮合，滑动块10的底端固定安装有竖直设置的滑动杆14，安装箱7的底端开设有两个滑动口，滑动杆14的底端通过滑动口延伸至安装箱7的外部。

本实施例中，向水槽3内加入水，启动旋转电机12带动齿轮13转动，由于齿轮13与两个齿条11的啮合带动两个滑动块10相向运动，从而改变两个夹持板20之间的间距，从而将浮块夹持住，其中弹簧18的弹力起到缓冲的作用，由于两个夹持板20之间的间距可调，从而可稳定的夹住不同体积的浮块，控制推杆电机6伸长从而将浮块推入到水槽3内的水中，压力传感器5检测到浮力的大小并将信号传送给控制器21，控制器21控制显示器8将浮力显示出来，更加直观。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种物理浮力教学用演示装置，包括支撑底座(1)，其特征在于，所述支撑底座(1)的顶端一侧固定安装有竖直设置的第一支撑板(2)，第一支撑板(2)的顶端固定安装有第二支撑板(4)，支撑底座(1)的顶端固定安装有水槽(3)，第二支撑板(4)的顶端固定安装有显示器(8)，第二支撑板(4)的底端分别固定安装有推杆电机(6)与控制器(21)，推杆电机(6)与第二支撑板(4)之间还固定安装有压力传感器(5)，推杆电机(6)的输出轴固定安装有安装箱(7)，安装箱(7)内固定安装有两根水平设置的导向杆(9)，安装箱(7)内还设有两个滑动块(10)，滑动块(10)上开设有两个导向孔，导向杆(9)通过导向孔贯穿滑动块(10)，两个滑动块(10)相靠近的一侧均固定安装有水平设置的齿条(11)，安装箱(7)的一侧内壁上固定安装有旋转电机(12)，旋转电机(12)的输出轴固定安装有齿轮(13)，齿轮(13)位于两根齿条(11)之间，且齿轮(13)与两根齿条均相啮合，滑动块(10)的底端固定安装有竖直设置的滑动杆(14)，安装箱(7)的底端开设有两个滑动口，滑动杆(14)的底端通过滑动口延伸至安装箱(7)的外部。

2.根据权利要求1所述的一种物理浮力教学用演示装置，其特征在于，所述滑动杆(14)的底端固定安装有竖直设置的固定板(15)，两个固定板(15)相靠近的一侧均固定安装有水平设置的固定杆(16)。

3.根据权利要求2所述的一种物理浮力教学用演示装置，其特征在于，所述固定杆(16)上开设有滑动腔，滑动腔内滑动安装有水平设置的调节杆(17)，调节杆(17)与滑动腔的内壁之间固定连接有弹簧(18)，调节杆(17)远离弹簧(18)的一端延伸至滑动腔的外部。

4.根据权利要求3所述的一种物理浮力教学用演示装置，其特征在于，所述调节杆(17)远离弹簧(18)的一端固定安装有夹持板(20)。

5.根据权利要求2所述的一种物理浮力教学用演示装置，其特征在于，所述固定杆(16)远离固定板(15)的一端开设有滑动孔，调节杆(17)通过滑动孔延伸至滑动腔的外部。

6.根据权利要求3所述的一种物理浮力教学用演示装置，其特征在于，所述调节杆(17)与弹簧(18)之间还固定安装有竖直设置的卡块(19)，卡块(19)的宽度大于滑动孔的宽度。

7.根据权利要求1所述的一种物理浮力教学用演示装置，其特征在于，所述控制器(21)为HAD-SC200控制器或HACH-SC200控制器，显示器(8)与控制器(21)的输出端通过导线连接，压力传感器(5)与控制器(21)的输入端通过导线连接。