CN109036029A - 一种物理课用浮力演示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物理课用浮力演示装置，包括支撑机构、回收机构和演示机构组成，支撑机构由底部支撑板、微型气泵、第一电磁阀、限位滑杆、升降支撑板、固定弹簧、限位板和折叠气筒组成，底部支撑板内部的一端固定连接有微型气泵，所底部支撑板顶部的四角均固定连接有限位滑杆，底部支撑板顶部的中间位置固定连接有折叠气筒，通过支撑机构，通过微型气泵可以灵活演示桶的高度，便于在课堂演示使用，增加演示装置结构的灵活性，通过设置了循环水箱，便于对演示桶内水位高度灵活控制，便于演示浮力的变化，通过设置了电磁铁，便于控制悬浮块在液体中的位置，以此便于展示悬浮块在浮力作用下的位置关系，有助于加深学生记忆，便于学生理解。

Description

一种物理课用浮力演示装置

技术领域：

本发明涉及教育器械技术领域，特别涉及一种物理课用浮力演示装置。

背景技术：

在物理教学中，浮力是初中物理的学习部分，在浮力知识的讲授过程中，大多采用一些辅助的演示装置来帮助学生理解，现有的演示装置结构死板，不可以灵活演示桶的高度，不便于在课堂演示使用，无法增加演示装置结构的灵活性，不便于对演示桶内水位高度灵活控制，不便于演示浮力的变化，不便于控制悬浮块在液体中的位置，无法展示悬浮块在浮力作用下的位置关系，无法加深学生记忆，不便于学生理解。

发明内容：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种物理课用浮力演示装置，解决了现有技术存在的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：

一种物理课用浮力演示装置，包括支撑机构、回收机构和演示机构组成，所述支撑机构由底部支撑板、微型气泵、第一电磁阀、限位滑杆、升降支撑板、固定弹簧、限位板和折叠气筒组成，所述底部支撑板内部的一端固定连接有微型气泵，所底部支撑板顶部的四角均固定连接有限位滑杆，所述底部支撑板顶部的中间位置固定连接有折叠气筒，所述折叠气筒的底部固定连接有第一电磁阀，所述微型气泵的输出端与第一电磁阀连接，所述折叠气筒的顶部固定连接有升降支撑板，所述限位滑杆均从升降支撑板的四角穿出，且所述限位滑杆均与升降支撑板滑动连接，所述限位滑杆的顶部均固定连接有限位板，所述限位滑杆的外侧位于限位板与升降支撑板之间套有固定弹簧，所述回收机构由工作箱、循环水箱、电流调节器、加水水泵、排水水泵、接收机、控制器、单向水阀、输水管、第二电磁阀和排水管组成。

作为优选，所述升降支撑板的顶部固定连接有工作箱，所述工作箱内壁的底部固定连接有循环水箱，所述循环水箱顶部的一端固定连接加水水泵，所述循环水箱顶部的另一端固定连接有排水水泵，所述循环水箱顶部的中间位置固定连接有电流调节器，所述工作箱内壁的顶部固定连接有电磁铁，且所述电磁铁底部的一端固定连接有控制器，所述电磁铁底部的另一端固定连接有接收机，所述演示机构由溢流显示桶、第一刻度线、第三电磁阀、溢流管、回收阀门、排水阀门、电磁铁、演示桶、导向杆、悬浮块、密封垫、升降磁铁和桶盖组成，所述工作箱的顶部固定连接有演示桶，所述演示桶外侧的一端固定连接有单向水阀，且所述演示桶外侧远离单向水阀的一端固定连接有第三电磁阀，所述单向水阀通过输水管与加水水泵输出端连接。

作为优选，所述第三电磁阀的输出端通过排水管与第二电磁阀固定连接，所述，所述工作箱外侧靠近第二电磁阀的一端固定连接有溢流显示桶，且所述演示桶的一侧固定连接有第三电磁阀，所述第三电磁阀通过溢流管与溢流显示桶连接，且所述溢流显示桶的外侧设有第一刻度线，所述溢流显示桶的底部通过回收阀门与循环水箱连接，所述演示桶内壁的底部固定连接有导向杆，且所述导向杆的外侧套有悬浮块，所述导向杆的外侧与悬浮块滑动连接，所述悬浮块的底部镶嵌有升降磁铁，所述升降磁铁底部的磁极与电磁铁通电时磁极相反，所述演示桶的顶部螺纹连接有桶盖，所述桶盖与演示桶之间设有密封垫。

作为优选，所述循环水箱靠近溢流显示桶的一侧设有排水阀门。

作为优选，所述演示桶的外侧设有第二刻度线。

作为优选，所述悬浮块的密度小于水的密度。

作为优选，所述控制器分别与控制器为TB6600型控制器，所述第二电磁阀、第三电磁阀、第一电磁阀、接收机、电流调节器、排水水泵和加水水泵电性连接。

作为优选，所述排水水泵的输入端通过输水管与循环水箱连接，且所述加水水泵的输入端通过排水管与循环水箱连接。

本发明的有益效果：本发明结构紧凑，便于浮力演示使用，通过支撑机构，通过微型气泵可以灵活演示桶的高度，便于在课堂演示使用，增加演示装置结构的灵活性，通过设置了循环水箱，便于对演示桶内水位高度灵活控制，便于演示浮力的变化，通过设置了电磁铁，便于控制悬浮块在液体中的位置，以此便于展示悬浮块在浮力作用下的位置关系，有助于加深学生记忆，便于学生理解。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明的内部结构示意图；

图2为本发明的外观图；

图3为本发明A处放大图；

图4为本发明B处放大图；

图5为本发明电流调节器与电磁铁的连接电路图。

图中：1-支撑机构、2-回收机构、3-演示机构、4-底部支撑板、5-微型气泵、6-第一电磁阀、7-限位滑杆、8-升降支撑板、9-固定弹簧、10-限位板、11-折叠气筒、12-工作箱、13-循环水箱、14-电流调节器、15-加水水泵、16-排水水泵、17-接收机、18-控制器、19-单向水阀、20-输水管、21-第二电磁阀、22-排水管、23-溢流显示桶、24-第一刻度线、25-第三电磁阀、26-溢流管、27-回收阀门、28-排水阀门、29-电磁铁、30-演示桶、31-导向杆、32-悬浮块、33-密封垫、34-升降磁铁、35-第二刻度线、36-桶盖。

具体实施方式：

如图1-5所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种物理课用浮力演示装置，包括支撑机构1、回收机构2和演示机构3组成，所述支撑机构1由底部支撑板4、微型气泵5、第一电磁阀6、限位滑杆7、升降支撑板8、固定弹簧9、限位板10和折叠气筒11组成，所述底部支撑板4内部的一端固定连接有微型气泵5，所底部支撑板4顶部的四角均固定连接有限位滑杆7，所述底部支撑板4顶部的中间位置固定连接有折叠气筒11，所述折叠气筒11的底部固定连接有第一电磁阀6，所述微型气泵5的输出端与第一电磁阀6连接，所述折叠气筒11的顶部固定连接有升降支撑板8，所述限位滑杆7均从升降支撑板8的四角穿出，且所述限位滑杆7均与升降支撑板8滑动连接，所述限位滑杆7的顶部均固定连接有限位板10，所述限位滑杆7的外侧位于限位板10与升降支撑板8之间套有固定弹簧9，所述回收机构2由工作箱12、循环水箱13、电流调节器14、加水水泵15、排水水泵16、接收机17、控制器18、单向水阀19、输水管20、第二电磁阀21和排水管22组成。

其中，所述升降支撑板8的顶部固定连接有工作箱12，所述工作箱12内壁的底部固定连接有循环水箱13，所述循环水箱13顶部的一端固定连接加水水泵15，所述循环水箱13顶部的另一端固定连接有排水水泵16，所述循环水箱13顶部的中间位置固定连接有电流调节器14，所述工作箱12内壁的顶部固定连接有电磁铁29，且所述电磁铁29底部的一端固定连接有控制器18，所述电磁铁29底部的另一端固定连接有接收机17，所述演示机构3由溢流显示桶23、第一刻度线24、第三电磁阀25、溢流管26、回收阀门27、排水阀门28、电磁铁29、演示桶30、导向杆31、悬浮块32、密封垫33、升降磁铁34和桶盖36组成，所述工作箱12的顶部固定连接有演示桶30，所述演示桶30外侧的一端固定连接有单向水阀19，且所述演示桶30外侧远离单向水阀19的一端固定连接有第三电磁阀25，所述单向水阀19通过输水管20与加水水泵15输出端连接。

其中，所述第三电磁阀25的输出端通过排水管22与第二电磁阀21固定连接，所述，所述工作箱12外侧靠近第二电磁阀21的一端固定连接有溢流显示桶23，且所述演示桶30的一侧固定连接有第三电磁阀25，所述第三电磁阀25通过溢流管26与溢流显示桶23连接，且所述溢流显示桶23的外侧设有第一刻度线24，所述溢流显示桶23的底部通过回收阀门27与循环水箱13连接，所述演示桶30内壁的底部固定连接有导向杆31，且所述导向杆31的外侧套有悬浮块32，所述导向杆31的外侧与悬浮块32滑动连接，所述悬浮块32的底部镶嵌有升降磁铁34，所述升降磁铁34底部的磁极与电磁铁29通电时磁极相反，所述演示桶30的顶部螺纹连接有桶盖36，所述桶盖36与演示桶30之间设有密封垫33。

其中，所述循环水箱13靠近溢流显示桶23的一侧设有排水阀门28，便于将循环水箱13内的水排出。

其中，所述演示桶30的外侧设有第二刻度线35，便于观察演示桶30内水位变化。

其中，所述悬浮块32的密度小于水的密度，便于悬浮块32的上浮。

其中，所述控制器18为TB6600型控制器18，所述控制器18分别与第二电磁阀21、第三电磁阀25、第一电磁阀6、接收机17、电流调节器14、排水水泵16和加水水泵15电性连接，便于对浮力变化进行演示。

其中，所述排水水泵16的输入端通过输水管20与循环水箱13连接，且所述加水水泵15的输入端通过排水管22与循环水箱13连接，便于对循环水箱13的水进行循环使用。

本发明的使用状态为：使用时，通过微型气泵5和第一电磁阀6对折叠气筒11内部进行充气，当折叠气筒11充气后，折叠气筒11将升降支撑板8顶起，使升降支撑板8沿限位滑杆7向上滑动，以此调节演示桶30的高度，高度调节完成后，向演示桶30内加入一定的水，通过排水水泵16和加水水泵15使水位与第三电磁阀25齐平，当演示浮力大于重力时，因悬浮块32的密度小于水的密度，因此悬浮块32浮在水面，当演示浮力等于重力时，通过控制器18控制电流调节器14，使电流调节器14调节电磁铁29的电流，电磁铁29随着电流的增大，磁性随之增大，因升降磁铁34底部的磁极与电磁铁29通电时磁极相反，因此电磁铁29通过升降磁铁34带动悬浮块32沿导向杆31向水底运动，当悬浮块32运动到水中部时，停止增加电磁铁29的电流，以此在电磁铁29的作用下，使悬浮块32悬浮在水中，当演示重力大于浮力时，通过电流调节器14增大电磁铁29的电流，使悬浮块32沿导向杆31向水底运动，且使悬浮块32固定在水底，当演示物体的排水量等于物体体积时，在悬浮块32固定在水底，打开第三电磁阀25，水经溢流管26流入溢流显示桶23内，根据溢流显示桶23外侧的第一刻度线24观察排水量，以此观察排水排水量与物体体积的关系。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种物理课用浮力演示装置，包括支撑机构(1)、回收机构(2)和演示机构(3)组成，其特征在于，所述支撑机构(1)由底部支撑板(4)、微型气泵(5)、第一电磁阀(6)、限位滑杆(7)、升降支撑板(8)、固定弹簧(9)、限位板(10)和折叠气筒(11)组成，所述底部支撑板(4)内部的一端固定连接有微型气泵(5)，所底部支撑板(4)顶部的四角均固定连接有限位滑杆(7)，所述底部支撑板(4)顶部的中间位置固定连接有折叠气筒(11)，所述折叠气筒(11)的底部固定连接有第一电磁阀(6)，所述微型气泵(5)的输出端与第一电磁阀(6)连接，所述折叠气筒(11)的顶部固定连接有升降支撑板(8)，所述限位滑杆(7)均从升降支撑板(8)的四角穿出，且所述限位滑杆(7)均与升降支撑板(8)滑动连接，所述限位滑杆(7)的顶部均固定连接有限位板(10)，所述限位滑杆(7)的外侧位于限位板(10)与升降支撑板(8)之间套有固定弹簧(9)，所述回收机构(2)由工作箱(12)、循环水箱(13)、电流调节器(14)、加水水泵(15)、排水水泵(16)、接收机(17)、控制器(18)、单向水阀(19)、输水管(20)、第二电磁阀(21)和排水管(22)组成。

2.根据权利要求1所述的一种物理课用浮力演示装置，其特征在于：所述升降支撑板(8)的顶部固定连接有工作箱(12)，所述工作箱(12)内壁的底部固定连接有循环水箱(13)，所述循环水箱(13)顶部的一端固定连接加水水泵(15)，所述循环水箱(13)顶部的另一端固定连接有排水水泵(16)，所述循环水箱(13)顶部的中间位置固定连接有电流调节器(14)，所述工作箱(12)内壁的顶部固定连接有电磁铁(29)，且所述电磁铁(29)底部的一端固定连接有控制器(18)，所述电磁铁(29)底部的另一端固定连接有接收机(17)，所述演示机构(3)由溢流显示桶(23)、第一刻度线(24)、第三电磁阀(25)、溢流管(26)、回收阀门(27)、排水阀门(28)、电磁铁(29)、演示桶(30)、导向杆(31)、悬浮块(32)、密封垫(33)、升降磁铁(34)和桶盖(36)组成，所述工作箱(12)的顶部固定连接有演示桶(30)，所述演示桶(30)外侧的一端固定连接有单向水阀(19)，且所述演示桶(30)外侧远离单向水阀(19)的一端固定连接有第三电磁阀(25)，所述单向水阀(19)通过输水管(20)与加水水泵(15)输出端连接。

3.根据权利要求2所述的一种物理课用浮力演示装置，其特征在于：所述第三电磁阀(25)的输出端通过排水管(22)与第二电磁阀(21)固定连接，所述，所述工作箱(12)外侧靠近第二电磁阀(21)的一端固定连接有溢流显示桶(23)，且所述演示桶(30)的一侧固定连接有第三电磁阀(25)，所述第三电磁阀(25)通过溢流管(26)与溢流显示桶(23)连接，且所述溢流显示桶(23)的外侧设有第一刻度线(24)，所述溢流显示桶(23)的底部通过回收阀门(27)与循环水箱(13)连接，所述演示桶(30)内壁的底部固定连接有导向杆(31)，且所述导向杆(31)的外侧套有悬浮块(32)，所述导向杆(31)的外侧与悬浮块(32)滑动连接，所述悬浮块(32)的底部镶嵌有升降磁铁(34)，所述升降磁铁(34)底部的磁极与电磁铁(29)通电时磁极相反，所述演示桶(30)的顶部螺纹连接有桶盖(36)，所述桶盖(36)与演示桶(30)之间设有密封垫(33)。

4.根据权利要求1所述的一种物理课用浮力演示装置，其特征在于：所述循环水箱(13)靠近溢流显示桶(23)的一侧设有排水阀门(28)。

5.根据权利要求2所述的一种物理课用浮力演示装置，其特征在于：所述演示桶(30)的外侧设有第二刻度线(35)。

6.根据权利要求2所述的一种物理课用浮力演示装置，其特征在于：所述悬浮块(32)的密度小于水的密度。

7.根据权利要求1所述的一种物理课用浮力演示装置，其特征在于：所述控制器(18)为TB6600型控制器(18)，所述控制器(18)分别与第二电磁阀(21)、第三电磁阀(25)、第一电磁阀(6)、接收机(17)、电流调节器(14)、排水水泵(16)和加水水泵(15)电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种物理课用浮力演示装置，其特征在于：所述排水水泵(16)的输入端通过输水管(20)与循环水箱(13)连接，且所述加水水泵(15)的输入端通过排水管(22)与循环水箱(13)连接。