CN109584687B - 一种物理教学直观演示教具及演示方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物理教学直观演示教具，包括杠杆平衡演示装置和浮力演示装置。本发明采用物理学中基本的定律定理，却完成了相关定律定理的直观演示，而且构思新颖，结构巧妙，调节方便，整体美观，教学趣味性强，具有传统教学用具无法达到的直观教学感受和效果。

Description

一种物理教学直观演示教具及演示方法

技术领域

本发明涉及一种教学教具，特别是一种物理教学直观演示教具。

背景技术

物理学科有很多的定理定律等基本原理，在物理教学中，这些定理定律或者太过简单或者较为抽象，对于简单的物理定律学生在接受时往往觉得太过简单，缺乏兴趣，或者定律存在一定的难度，理解起来较为困难。物理的许多定律只有通过试验的引入、导出和验证，才能使学生更加深刻形象的理解。现有技术中，物理教学用教具使用起来非常不方便，且功能单一。例如：在进行杠杆原理的讲解时，通常仅仅举出一些简单的例子，在进行大气压力、帕斯卡定律的讲解时通常只会仅仅连通器、注射器进行一些简单的示例，这种教学活动太过单调和枯燥，缺乏趣味性，而且会造成大部分同学缺乏学习兴趣。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术中存在的问题，本发明之目的就是提供一种物理教学直观演示教具，可有效解决上述问题。

其解决的技术方案是一种物理教学直观演示教具，包括杠杆平衡演示装置和浮力演示装置，所述杠杆平衡演示装置包括进水总管1、分水管2、左出水龙头4、右出水龙头5、左侧第一枢转轴6、左侧第一连杆7、左侧第一枢转轴安装孔8、左翻板式阀门9、左侧第二连杆10、左侧配重11、右侧第一枢转轴12、右侧第一连杆13、右侧第一枢转轴安装孔14、右翻板式阀门15、右侧第二连杆16、右侧配重17、水管支承座18、缓冲体19、教具基座 20、实验平台21、筒形支承体22、半球形端盖23、端盖支承杆24、端盖通气孔25、端盖支承杆枢转轴26、平衡杠杆27、平衡杠杆左侧第一位置28、左侧第一缓冲弹簧29、平衡杠杆左侧第二位置30、左侧水槽枢转轴31、左侧水槽32、平衡杠杆左侧第三位置33、左侧第二缓冲弹簧34、平衡杠杆左侧第四位置35、左侧第一杠杆枢转轴36、左侧第三连杆37、左侧第三连杆滑动体38、左侧第四连杆39、左侧活塞杆40、左侧活塞41、左侧活塞筒42、基座左侧第一位置43、左侧凹槽44、左侧第一连通管45、左侧第一单向板阀46、左侧第二连通管47、左侧第二连通管过滤头48、左侧补液槽49、左侧第三连通管50、左侧第二单向板阀51、左侧平台凹槽52、左侧收集容器53、左侧水槽顶出杆54、左侧顶出孔、平衡杠杆右侧第一位置55、右侧第一缓冲弹簧56、平衡杠杆右侧第二位置57、右侧水槽枢转轴58、右侧水槽59、右侧水槽枢转轴58、平衡杠杆右侧第三位置60、右侧第二缓冲弹簧61、平衡杠杆右侧第四位置62、右侧第一杠杆枢转轴63、右侧第三连杆64、右侧第三连杆滑动体65、右侧第四连杆66、右侧活塞杆67、右侧活塞、右侧活塞筒68、基座右侧第一位置69、右侧凹槽、右侧第一连通管70、右侧第一单向板阀、右侧第二连通管71、右侧第二连通管过滤头72、右侧补液槽73的液面下，所述右侧补液槽73、右侧第三连通管74、右侧第二单向板阀75、右侧平台凹槽76、右侧收集容器77、右侧水槽顶出杆78、右侧顶出孔；

所述进水总管1连接所述分水管2的轴向中央位置3，所述分水管左侧安装左出水龙头4，所述分水管右侧安装右出水龙头5；

位于所述分水管轴向中央位置3的左侧第一枢转轴6的管外侧固定安装左侧第一连杆7的上端，所述左侧第一枢转轴6安装在所述分水管的所述左侧第一枢转轴安装孔8中，并在安装处采用密封连接，所述左翻板式阀门9安装在所述左侧第一枢转轴6上，并位于左侧分水管的内部，所述左侧第一枢转轴6的管外侧固定安装左侧第二连杆10的下端，所述左侧第二连杆10的上端固定安装左侧配重11，所述左侧第一连杆7与所述左侧第二连杆10 位于分水管外部同一侧或位于分水管外部两侧，所述左侧第一连杆7的上端可带动所述左侧第一枢转轴6转动进而带动所述左翻板式阀门9在分水管内部的转动进而克服左侧配重的重力从而完成左翻板式阀门的启闭；

位于所述分水管轴向中央位置3的右侧第一枢转轴12的管外侧固定安装右侧第一连杆13的上端，所述右侧第一枢转轴12安装在所述分水管的所述右侧第一枢转轴安装孔14中，并在安装处采用密封连接，所述右翻板式阀门15安装在所述右侧第一枢转轴12上，并位于右侧分水管的内部，所述右侧第一枢转轴12的管外侧固定安装右侧第二连杆16的下端，所述右侧第二连杆16的上端固定安装右侧配重17，所述右侧第一连杆13与所述右侧第二连杆16位于分水管外部同一侧或位于分水管外部两侧，所述右侧第一连杆13的上端可带动所述右侧第一枢转轴12转动进而带动所述右翻板式阀门15在分水管内部的转动进而克服右侧配重的重力从而完成右翻板式阀门的启闭；

所述进水总管1连接所述分水管2的位置处设置所述水管支承座18，所述水管支承座18上部设有缓冲体19，所述缓冲体19可对左侧配重和右侧配重摆动时产生的冲击进行缓冲；

所述教具基座20安装在实验平台21上，所述教具基座20中央位置固定设置筒形支承体22，所述筒形支承体内部中空，所述筒形支承体22上部固定设有半球形端盖23，所述半球形端盖上部固定设置端盖支承杆24，所述端盖支承杆24的轴线与经过所述半球形端盖球心的竖直方向重合，所述半球形端盖23设有若干端盖通气孔25，所述端盖支承杆上部呈叉形结构(图中未示出，但本领域技术人员可以明了)，所述端盖支承杆24轴线上设有端盖支承杆枢转轴26，所述端盖支承杆枢转轴26上铰接有平衡杠杆27，所述平衡杠杆27关于所述端盖支承杆枢转轴26对称；

所述平衡杠杆27左侧第一位置28固定安装左侧第一缓冲弹簧29，所述平衡杠杆27左侧第二位置30固定安装左侧水槽枢转轴31，所述左侧水槽枢转轴31上安装左侧水槽32，所述左侧水槽呈直角梯形，所述直角梯形的钝角处铰接在所述左侧水槽枢转轴31上，所述平衡杠杆27左侧第三位置33固定安装左侧第二缓冲弹簧34，所述平衡杠杆27左侧第四位置35设置左侧第一杠杆枢转轴36，所述左侧第一杠杆枢转轴36上铰接有左侧第三连杆37，所述左侧第三连杆37的上端固定连接左侧第三连杆滑动体38，所述左侧第一连杆7的下端铰接左侧第四连杆39的上端，所述左侧第四连杆39的下端设置成滑槽形式，所述左侧第三连杆滑动体38与所述左侧第四连杆下端的滑槽相配合并可沿滑槽滑动，所述左侧第三连杆37的下端铰接左侧活塞杆40的上端，所述左侧活塞杆的下端固定安装有左侧活塞41，所述左侧活塞位于所述左侧活塞筒42内部，所述左侧活塞筒42密封连接在所述教具基座20的基座左侧第一位置43上，所述基座左侧第一位置43上开设有与所述左侧活塞筒42连通的左侧凹槽44和左侧第一连通管45，所述左侧凹槽44中设有左侧第一单向板阀46，所述左侧凹槽44下部设置左侧第二连通管47，所述左侧第二连通管47下端设有左侧第二连通管过滤头48；所述左侧第二连通管过滤头48位于所述左侧补液槽49的液面下，所述左侧补液槽49的上表面通过左侧第三连通管50与所述筒形支承体22的侧壁连通，所述左侧第一连通管45一端与所述左侧活塞筒42连通，所述左侧第一连通管45另一端与所述筒形支承体22的底面连通，所述左侧第一连通管45另一端位于所述筒形支承体22内部的位置安装有左侧第二单向板阀51；

所述实验平台21设有左侧平台凹槽52，所述左侧补液槽49安装在所述左侧平台凹槽中，并位于所述教具基座20的下方；所述实验平台21左端对应左侧水槽32下方设置有左侧收集容器53，所述教具基座20最左端安装有左侧水槽顶出杆54；

所述平衡杠杆27右侧第一位置55固定安装右侧第一缓冲弹簧56，所述平衡杠杆27右侧第二位置57固定安装右侧水槽枢转轴58，所述右侧水槽枢转轴58上安装右侧水槽59，所述右侧水槽呈直角梯形，所述直角梯形的钝角处铰接在所述右侧水槽枢转轴58上，所述平衡杠杆27右侧第三位置60固定安装右侧第二缓冲弹簧61，所述平衡杠杆27右侧第四位置62设置右侧第一杠杆枢转轴63，所述右侧第一杠杆枢转轴63上铰接有右侧第三连杆64，所述右侧第三连杆64的上端固定连接右侧第三连杆滑动体65，所述右侧第一连杆13的下端铰接右侧第四连杆66的上端，所述右侧第四连杆66的下端设置成滑槽形式，所述右侧第三连杆滑动体65与所述右侧第四连杆下端的滑槽相配合并可沿滑槽滑动，所述右侧第三连杆64的下端铰接右侧活塞杆67的上端，所述右侧活塞杆的下端固定安装有右侧活塞(图中未示出，但本领域技术人可以明了)，所述右侧活塞位于所述右侧活塞筒68内部，所述右侧活塞筒68密封连接在所述教具基座20的基座右侧第一位置69上，所述基座右侧第一位置 69上开设有与所述右侧活塞筒68连通的右侧凹槽(图中未示出，但本领域技术人可以明了) 和右侧第一连通管70，所述右侧凹槽中设有右侧第一单向板阀(图中未示出，但本领域技术人可以明了)，所述右侧凹槽下部设置右侧第二连通管71，所述右侧第二连通管71下端设有右侧第二连通管过滤头72；所述右侧第二连通管过滤头72位于所述右侧补液槽73的液面下，所述右侧补液槽73的上表面通过右侧第三连通管74与所述筒形支承体22的侧壁连通，所述右侧第一连通管70一端与所述右侧活塞筒68连通，所述右侧第一连通管70另一端与所述筒形支承体22的底面连通，所述右侧第一连通管70另一端位于所述筒形支承体 22内部的位置安装有右侧第二单向板阀75；

所述实验平台21设有右侧平台凹槽76，所述右侧补液槽73安装在所述右侧平台凹槽中，并位于所述教具基座20的下方；所述实验平台21右端对应右侧水槽59下方设置有右侧收集容器77，所述教具基座20最右端安装有右侧水槽顶出杆78；

所述平衡杠杆27左侧对应所述左侧水槽顶出杆位置处开设左侧顶出孔，所述平衡杠杆27右侧对应所述右侧水槽顶出杆位置处开设右侧顶出孔(图中未示出，但本领域技术人可以明了)

所述浮力演示装置包括固定螺栓80、浮力演示装置支座79、浮力演示装置轴承座81、轴承座转动轴82、浮动曲柄83、浮子连杆84、浮子85、凸轮86、管道连通启闭阀门连杆87、凸轮配合凹槽88、左侧第四连通管95、左侧第四连通管翻板阀89、左侧第四连通管翻转轴90、左侧第四连通管进水控制阀97、右侧第四连通管96、右侧第四连通管翻板阀91、右侧第四连通管翻转轴92、右侧第四连通管进水控制阀98；

所述筒形支承体22内部底面上通过固定螺栓80固定设置浮力演示装置支座79，浮力演示支座79上部固定设置浮力演示装置轴承座81，所述浮力演示装置轴承座81中穿设轴承座转动轴82，所述轴承座转动轴上固定连接浮动曲柄83的下端，所述浮动曲柄83的上端铰接浮子连杆84的下端，所述浮子连杆84的上端铰接浮子85的底面；

所述轴承座转动轴82的一端固定连接凸轮86，管道连通启闭阀门连杆87与所述凸轮86配合接触，所述管道连通启闭阀门连杆87的中部设有开口面向下的凸轮配合凹槽88，所述凸轮86设置在所述凸轮配合凹槽88中并与其配合接触，所述管道连通启闭阀门连杆87左端铰接左侧第四连通管翻板阀89的上部，所述左侧第四连通管翻板阀89铰接在左侧第四连通管翻转轴90上，所述左侧第四连通管95的进水端设有左侧第四连通管进水控制阀97，所述管道连通启闭阀门连杆87的右端竖直向下弯折后形成Z型结构，所述管道连通启闭阀门连杆87的右端铰接右侧第四连通管翻板阀91的下部，所述右侧第四连通管翻板阀 91铰接在右侧第四连通管翻转轴92上；

本领域技术人员可以明了的是，所述端盖支承杆24的轴线与经过所述半球形端盖球心的竖直方向重合，该竖直方向还通过所述水管支承座18的重心，本发明左侧的所有零部件和右侧的所有零部件均关于该竖直方向对称设置。

本发明的工作原理如下：按照图中所示进行各个零部件的组装，从而得到本发明的物理教学直观演示教具，其演示方法为：进水总管1接自来水供应管道，水流经过进水总管1后进入分水管2中，此时左翻板式阀门9处于导通状态，右翻板式阀门15处于封闭状态，水流只能通过左出水龙头4流入左侧水槽32中，随着左侧水槽中水流量的增多，左侧水槽受到的重力越来越大逐渐下落，平衡杠杆27随之向下运动，此时左侧第三连杆滑动体 38在左侧第四连杆39的滑槽中滑动，左侧第三连杆37带动左侧活塞杆40运动，左侧活塞 41随之向下运动，从而对左侧活塞下方的液体(如水)产生压缩，左侧活塞下方的液体对左侧第一单向板阀46产生向下的压力使得左侧第一单向板阀46关闭而左侧第二单向板阀51 开启，液体经过所述左侧第一连通管45流入筒形支承体22中；当左侧第三连杆滑动体38 在左侧第四连杆39的滑槽中滑动至最下端时，开始带动所述左侧第四连杆39向下运动，进而带动左侧第一连杆7向下运动，进而带动左侧第一枢转轴6转动，进而带动左翻板式阀门 9克服左侧配重10的重力发生转动完成由开启到关闭的状态转换，此时左侧水槽32恰好下降到左侧水槽顶出杆54的上端，受到左侧水槽顶出杆54的顶出作用，左侧水槽32开始翻转，左侧水槽中的水倾泻入所述左侧收集容器53中；

而随着平衡杠杆27左侧的向下运动，平衡杠杆27的右侧随之向上运动，带动右侧第三连杆64向上运动，所述右侧活塞在右侧活塞杆67的带动下也向上运动，在大气压的作用下，所述右侧第二单向板阀75关闭而右侧第一单向板阀开启，右侧补液槽73中的补充液体经右侧第二连通管过滤头72过滤后通过右侧第二连通管71进入右侧活塞筒68中，右侧水槽59在向上运动的过程中由倾泻状态绕所述右侧水槽枢转轴58转动随之复位，随着右侧第三连杆64继续向上运动，所述右侧第三连杆滑动体65在所述右侧第四连杆66的滑槽中向上滑动，当右侧第三连杆滑动体65在所述右侧第四连杆66的滑槽中向上滑动至最上端时，开始带动所述右侧第四连杆66向上运动，进而带动右侧第一连杆13向上运动，进而带动右侧第一枢转12转动，进而带动右翻板式阀门15克服右侧配重17的重力发生转动完成由关闭到开启的状态转换，此时左翻板式阀门9处于关闭状态，右翻板式阀门15处于开启状态，水流只能通过右出水龙头5流出，同时右侧水槽59恰好运动至右出水龙头5的下方承接从右出水龙头5中流出的水流；

由于筒形支承体22中会收到来自左侧活塞筒42和右侧活塞筒68中的液体，筒形支承体22中的液位会不断上升，在筒形支承体22左右两侧分别开设左侧溢流孔93和右侧溢流孔94，所述左侧溢流孔与所述左侧第三连通管50一端连接，所述左侧第三连通管50另一端与左侧补液槽49连通，所述右侧溢流孔与所述右侧第三连通管74一端连接，所述右侧第三连通管74另一端与右侧补液槽73连通，从而完成液体的循环流动；

当进水总管中的水流供应停止时，由于不在对整个演示装置提供外部能量，演示装置受到本身液体阻力及各种摩擦力的损耗，平衡杠杆最终会停止下来，从而完成一个周期的演示。

本发明的浮力演示装置的工作原理如下：本发明中筒形支承体22中会收到来自左侧活塞筒42和右侧活塞筒68中的液体，所述筒形支承体22中设置浮子85，所述浮子85随之液位的升降而发生上下运动，但此时由于所述左侧第四连通管95的进水端设置的左侧第四连通管进水控制阀97和所述右侧第四连通管96的出水端设置的右侧第四连通管进水控制阀 98均处于关闭状态，即便浮子85的浮动位置到达开启右侧第四连通管翻板阀91的位置，此时浮力演示装置中的浮子和左侧第四连通管翻板阀89及右侧第四连通管翻板阀91仅发生作动作用，但右侧第四连通管96的出水端并不出水，筒形支承体22中累计的液体仍然会通过左侧溢流孔和右侧溢流孔排出完成液体的循环流动；

当进行浮力演示时，所述左侧第四连通管95的进水端与所述进水总管1相连通，右侧第四连通管96的出水端与储水槽连通(图中未示出，但本领域技术人员可以明了)，开启左侧第四连通管进水控制阀97和右侧第四连通管进水控制阀98，此时左侧第四连通管翻板阀89处于开启状态而右侧第四连通管翻板阀91处于关闭状态，水流通过左侧第四连通管95进入筒形支承体22中，浮子85随之上浮，带动浮子连杆84向上运动，进而带动浮动曲柄 83转动，进而带动轴承座转动轴82转动，进而带动设置在轴承座转动轴82的凸轮86发生转动，转动的凸轮86对凸轮配合凹槽88发生致动作用，进而带动管道连通启闭阀门连杆 87发生运动，此时右侧第四连通管翻板阀91在管道连通启闭阀门连杆87的作用下开启，而左侧第四连通管翻板阀89被关闭，筒形支承体22中的液体经右侧第四连通管96流出，此时筒形支承体22中的液面下降，浮子85随之下降，带动浮子连杆84向下运动，进而带动浮动曲柄83继续转动，进而带动轴承座转动轴82继续转动，进而带动设置在轴承座转动轴 82的凸轮86发生继续转动，转动的凸轮86此时对凸轮配合凹槽88的另一面发生致动作用，进而带动管道连通启闭阀门连杆87发生相反的运动，此时右侧第四连通管翻板阀91在管道连通启闭阀门连杆87的作用下关闭，而左侧第四连通管翻板阀89被开启，从而完成一个循环工作。

其中缓冲体19的设置能够缓冲左侧配重和右侧配重的冲击作用；本发明除了可以连接自来水供应管道外还可以连接至设置于该教具上方的水槽，也可完成教学演示。

本发明的杠杆平衡演示装置和浮力演示装置可各自单独演示可以联合在一起演示。当联合在一起演示时，由于浮力演示装置具有单独的供水端和出水端及储水槽，而筒形支承体22底部设置的左侧第二单向板阀51和右侧第二单向板阀75均是在左右侧活塞作用下才开启的单向板阀，液体只能进不能出，因而对浮力演示装置的作动并不产生干涉，且左右侧溢流孔设置在浮子能够发生作动作用位置的上部，因而对浮力演示装置的作动也不产生干涉，此外左右溢流孔的设置还保证了左右侧补液槽中的液体循环，同时保证了在浮力演示装置水流量过大时溢出的液体有去处可储存。

本发明采用物理学中基本的定律定理，却完成了相关定律定理的直观演示，而且构思新颖，结构巧妙，调节方便，整体美观，教学趣味性强，具有传统教学用具无法达到的直观教学感受和效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构图。

图2为本发明的浮力烟支装置主视剖面图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。

如图所示，一种物理教学直观演示教具，包括杠杆平衡演示装置和浮力演示装置，所述杠杆平衡演示装置包括进水总管1、分水管2、左出水龙头4、右出水龙头5、左侧第一枢转轴6、左侧第一连杆7、左侧第一枢转轴安装孔8、左翻板式阀门9、左侧第二连杆10、左侧配重11、右侧第一枢转轴12、右侧第一连杆13、右侧第一枢转轴安装孔14、右翻板式阀门15、右侧第二连杆16、右侧配重17、水管支承座18、缓冲体19、教具基座20、实验平台21、筒形支承体22、半球形端盖23、端盖支承杆24、端盖通气孔25、端盖支承杆枢转轴26、平衡杠杆27、平衡杠杆左侧第一位置28、左侧第一缓冲弹簧29、平衡杠杆左侧第二位置30、左侧水槽枢转轴31、左侧水槽32、平衡杠杆左侧第三位置33、左侧第二缓冲弹簧34、平衡杠杆左侧第四位置35、左侧第一杠杆枢转轴36、左侧第三连杆37、左侧第三连杆滑动体38、左侧第四连杆39、左侧活塞杆40、左侧活塞41、左侧活塞筒42、基座左侧第一位置43、左侧凹槽44、左侧第一连通管45、左侧第一单向板阀46、左侧第二连通管 47、左侧第二连通管过滤头48、左侧补液槽49、左侧第三连通管50、左侧第二单向板阀51、左侧平台凹槽52、左侧收集容器53、左侧水槽顶出杆54、左侧顶出孔、平衡杠杆右侧第一位置55、右侧第一缓冲弹簧56、平衡杠杆右侧第二位置57、右侧水槽枢转轴58、右侧水槽59、右侧水槽枢转轴58、平衡杠杆右侧第三位置60、右侧第二缓冲弹簧61、平衡杠杆右侧第四位置62、右侧第一杠杆枢转轴63、右侧第三连杆64、右侧第三连杆滑动体65、右侧第四连杆66、右侧活塞杆67、右侧活塞、右侧活塞筒68、基座右侧第一位置69、右侧凹槽、右侧第一连通管70、右侧第一单向板阀、右侧第二连通管71、右侧第二连通管过滤头72、右侧补液槽73的液面下，所述右侧补液槽73、右侧第三连通管74、右侧第二单向板阀75、右侧平台凹槽76、右侧收集容器77、右侧水槽顶出杆78、右侧顶出孔；

所述进水总管1连接所述分水管2的轴向中央位置3，所述分水管左侧安装左出水龙头4，所述分水管右侧安装右出水龙头5；

位于所述分水管轴向中央位置3的左侧第一枢转轴6的管外侧固定安装左侧第一连杆7的上端，所述左侧第一枢转轴6安装在所述分水管的所述左侧第一枢转轴安装孔8中，并在安装处采用密封连接，所述左翻板式阀门9安装在所述左侧第一枢转轴6上，并位于左侧分水管的内部，所述左侧第一枢转轴6的管外侧固定安装左侧第二连杆10的下端，所述左侧第二连杆10的上端固定安装左侧配重11，所述左侧第一连杆7与所述左侧第二连杆10 位于分水管外部同一侧或位于分水管外部两侧，所述左侧第一连杆7的上端可带动所述左侧第一枢转轴6转动进而带动所述左翻板式阀门9在分水管内部的转动进而克服左侧配重的重力从而完成左翻板式阀门的启闭；

位于所述分水管轴向中央位置3的右侧第一枢转轴12的管外侧固定安装右侧第一连杆13的上端，所述右侧第一枢转轴12安装在所述分水管的所述右侧第一枢转轴安装孔14中，并在安装处采用密封连接，所述右翻板式阀门15安装在所述右侧第一枢转轴12上，并位于右侧分水管的内部，所述右侧第一枢转轴12的管外侧固定安装右侧第二连杆16的下端，所述右侧第二连杆16的上端固定安装右侧配重17，所述右侧第一连杆13与所述右侧第二连杆16位于分水管外部同一侧或位于分水管外部两侧，所述右侧第一连杆13的上端可带动所述右侧第一枢转轴12转动进而带动所述右翻板式阀门15在分水管内部的转动进而克服右侧配重的重力从而完成右翻板式阀门的启闭；

所述进水总管1连接所述分水管2的位置处设置所述水管支承座18，所述水管支承座18上部设有缓冲体19，所述缓冲体19可对左侧配重和右侧配重摆动时产生的冲击进行缓冲；

所述教具基座20安装在实验平台21上，所述教具基座20中央位置固定设置筒形支承体22，所述筒形支承体内部中空，所述筒形支承体22上部固定设有半球形端盖23，所述半球形端盖上部固定设置端盖支承杆24，所述端盖支承杆24的轴线与经过所述半球形端盖球心的竖直方向重合，所述半球形端盖23设有若干端盖通气孔25，所述端盖支承杆上部呈叉形结构(图中未示出，但本领域技术人员可以明了)，所述端盖支承杆24轴线上设有端盖支承杆枢转轴26，所述端盖支承杆枢转轴26上铰接有平衡杠杆27，所述平衡杠杆27关于所述端盖支承杆枢转轴26对称；

所述平衡杠杆27左侧第一位置28固定安装左侧第一缓冲弹簧29，所述平衡杠杆27左侧第二位置30固定安装左侧水槽枢转轴31，所述左侧水槽枢转轴31上安装左侧水槽32，所述左侧水槽呈直角梯形，所述直角梯形的钝角处铰接在所述左侧水槽枢转轴31上，所述平衡杠杆27左侧第三位置33固定安装左侧第二缓冲弹簧34，所述平衡杠杆27左侧第四位置35设置左侧第一杠杆枢转轴36，所述左侧第一杠杆枢转轴36上铰接有左侧第三连杆37，所述左侧第三连杆37的上端固定连接左侧第三连杆滑动体38，所述左侧第一连杆7的下端铰接左侧第四连杆39的上端，所述左侧第四连杆39的下端设置成滑槽形式，所述左侧第三连杆滑动体38与所述左侧第四连杆下端的滑槽相配合并可沿滑槽滑动，所述左侧第三连杆37的下端铰接左侧活塞杆40的上端，所述左侧活塞杆的下端固定安装有左侧活塞41，所述左侧活塞位于所述左侧活塞筒42内部，所述左侧活塞筒42密封连接在所述教具基座20的基座左侧第一位置43上，所述基座左侧第一位置43上开设有与所述左侧活塞筒42连通的左侧凹槽44和左侧第一连通管45，所述左侧凹槽44中设有左侧第一单向板阀46，所述左侧凹槽44下部设置左侧第二连通管47，所述左侧第二连通管47下端设有左侧第二连通管过滤头48；所述左侧第二连通管过滤头48位于所述左侧补液槽49的液面下，所述左侧补液槽49的上表面通过左侧第三连通管50与所述筒形支承体22的侧壁连通，所述左侧第一连通管45一端与所述左侧活塞筒42连通，所述左侧第一连通管45另一端与所述筒形支承体22的底面连通，所述左侧第一连通管45另一端位于所述筒形支承体22内部的位置安装有左侧第二单向板阀51；

所述实验平台21设有左侧平台凹槽52，所述左侧补液槽49安装在所述左侧平台凹槽中，并位于所述教具基座20的下方；所述实验平台21左端对应左侧水槽32下方设置有左侧收集容器53，所述教具基座20最左端安装有左侧水槽顶出杆54；

所述平衡杠杆27右侧第一位置55固定安装右侧第一缓冲弹簧56，所述平衡杠杆27右侧第二位置57固定安装右侧水槽枢转轴58，所述右侧水槽枢转轴58上安装右侧水槽59，所述右侧水槽呈直角梯形，所述直角梯形的钝角处铰接在所述右侧水槽枢转轴58上，所述平衡杠杆27右侧第三位置60固定安装右侧第二缓冲弹簧61，所述平衡杠杆27右侧第四位置62设置右侧第一杠杆枢转轴63，所述右侧第一杠杆枢转轴63上铰接有右侧第三连杆64，所述右侧第三连杆64的上端固定连接右侧第三连杆滑动体65，所述右侧第一连杆13的下端铰接右侧第四连杆66的上端，所述右侧第四连杆66的下端设置成滑槽形式，所述右侧第三连杆滑动体65与所述右侧第四连杆下端的滑槽相配合并可沿滑槽滑动，所述右侧第三连杆64的下端铰接右侧活塞杆67的上端，所述右侧活塞杆的下端固定安装有右侧活塞(图中未示出，但本领域技术人可以明了)，所述右侧活塞位于所述右侧活塞筒68内部，所述右侧活塞筒68密封连接在所述教具基座20的基座右侧第一位置69上，所述基座右侧第一位置 69上开设有与所述右侧活塞筒68连通的右侧凹槽(图中未示出，但本领域技术人可以明了) 和右侧第一连通管70，所述右侧凹槽中设有右侧第一单向板阀(图中未示出，但本领域技术人可以明了)，所述右侧凹槽下部设置右侧第二连通管71，所述右侧第二连通管71下端设有右侧第二连通管过滤头72；所述右侧第二连通管过滤头72位于所述右侧补液槽73的液面下，所述右侧补液槽73的上表面通过右侧第三连通管74与所述筒形支承体22的侧壁连通，所述右侧第一连通管70一端与所述右侧活塞筒68连通，所述右侧第一连通管70另一端与所述筒形支承体22的底面连通，所述右侧第一连通管70另一端位于所述筒形支承体 22内部的位置安装有右侧第二单向板阀75；

所述实验平台21设有右侧平台凹槽76，所述右侧补液槽73安装在所述右侧平台凹槽中，并位于所述教具基座20的下方；所述实验平台21右端对应右侧水槽59下方设置有右侧收集容器77，所述教具基座20最右端安装有右侧水槽顶出杆78；

所述平衡杠杆27左侧对应所述左侧水槽顶出杆位置处开设左侧顶出孔，所述平衡杠杆27右侧对应所述右侧水槽顶出杆位置处开设右侧顶出孔(图中未示出，但本领域技术人可以明了)

所述浮力演示装置包括固定螺栓80、浮力演示装置支座79、浮力演示装置轴承座81、轴承座转动轴82、浮动曲柄83、浮子连杆84、浮子85、凸轮86、管道连通启闭阀门连杆87、凸轮配合凹槽88、左侧第四连通管95、左侧第四连通管翻板阀89、左侧第四连通管翻转轴90、左侧第四连通管进水控制阀97、右侧第四连通管96、右侧第四连通管翻板阀91、右侧第四连通管翻转轴92、右侧第四连通管进水控制阀98；

所述筒形支承体22内部底面上通过固定螺栓80固定设置浮力演示装置支座79，所述浮力演示支座79上部固定设置浮力演示装置轴承座81，所述浮力演示装置轴承座81中穿设轴承座转动轴82，所述轴承座转动轴上固定连接浮动曲柄83的下端，所述浮动曲柄83 的上端铰接浮子连杆84的下端，所述浮子连杆84的上端铰接浮子85的底面；

所述轴承座转动轴82的一端固定连接凸轮86，管道连通启闭阀门连杆87与所述凸轮86配合接触，所述管道连通启闭阀门连杆87的中部设有开口面向下的凸轮配合凹槽88，所述凸轮86设置在所述凸轮配合凹槽88中并与其配合接触，所述管道连通启闭阀门连杆87左端铰接左侧第四连通管翻板阀89的上部，所述左侧第四连通管翻板阀89铰接在左侧第四连通管翻转轴90上，所述左侧第四连通管95的进水端设有左侧第四连通管进水控制阀97，所述管道连通启闭阀门连杆87的右端竖直向下弯折后形成Z型结构，所述管道连通启闭阀门连杆87的右端铰接右侧第四连通管翻板阀91的下部，所述右侧第四连通管翻板阀 91铰接在右侧第四连通管翻转轴92上；

本领域技术人员可以明了的是，所述端盖支承杆24的轴线与经过所述半球形端盖球心的竖直方向重合，该竖直方向还通过所述水管支承座18的重心，本发明左侧的所有零部件和右侧的零部件的均关于该竖直方向对称设置。

本发明的工作原理如下：按照图中所示进行各个零部件的组装，从而得到本发明的物理教学直观演示教具，其演示方法为：进水总管1接自来水供应管道，水流经过进水总管1后进入分水管2中，此时左翻板式阀门9处于导通状态，右翻板式阀门15处于封闭状态，水流只能通过左出水龙头4流入左侧水槽32中，随着左侧水槽中水流量的增多，左侧水槽受到的重力越来越大逐渐下落，平衡杠杆27随之向下运动，此时左侧第三连杆滑动体 38在左侧第四连杆39的滑槽中滑动，左侧第三连杆37带动左侧活塞杆40运动，左侧活塞 41随之向下运动，从而对左侧活塞下方的液体(如水)产生压缩，左侧活塞下方的液体对左侧第一单向板阀46产生向下的压力使得左侧第一单向板阀46关闭而左侧第二单向板阀51 开启，液体经过所述左侧第一连通管45流入筒形支承体22中；当左侧第三连杆滑动体38 在左侧第四连杆39的滑槽中滑动至最下端时，开始带动所述左侧第四连杆39向下运动，进而带动左侧第一连杆7向下运动，进而带动左侧第一枢转轴6转动，进而带动左翻板式阀门 9克服左侧配重10的重力发生转动完成由开启到关闭的状态转换，此时左侧水槽32恰好下降到左侧水槽顶出杆54的上端，受到左侧水槽顶出杆54的顶出作用，左侧水槽32开始翻转，左侧水槽中的水倾泻入所述左侧收集容器53中；

而随着平衡杠杆27左侧的向下运动，平衡杠杆27的右侧随之向上运动，带动右侧第三连杆64向上运动，所述右侧活塞在右侧活塞杆67的带动下也向上运动，在大气压的作用下，所述右侧第二单向板阀75关闭而右侧第一单向板阀开启，右侧补液槽73中的补充液体经右侧第二连通管过滤头72过滤后通过右侧第二连通管71进入右侧活塞筒68中，右侧水槽59在向上运动的过程中由倾泻状态绕所述右侧水槽枢转轴58转动随之复位，随着右侧第三连杆64继续向上运动，所述右侧第三连杆滑动体65在所述右侧第四连杆66的滑槽中向上滑动，当右侧第三连杆滑动体65在所述右侧第四连杆66的滑槽中向上滑动至最上端时，开始带动所述右侧第四连杆66向上运动，进而带动右侧第一连杆13向上运动，进而带动右侧第一枢转轴12转动，进而带动右翻板式阀门15克服右侧配重17的重力发生转动完成由关闭到开启的状态转换，此时左翻板式阀门9处于关闭状态，右翻板式阀门15处于开启状态，水流只能通过右出水龙头5流出，同时右侧水槽59恰好运动至右出水龙头5的下方承接从右出水龙头5中流出的水流；

由于筒形支承体22中会收到来自左侧活塞筒42和右侧活塞筒68中的液体，筒形支承体22中的液位会不断上升，在筒形支承体22左右两侧分别开设左侧溢流孔93和右侧溢流孔94，所述左侧溢流孔与所述左侧第三连通管50一端连接，所述左侧第三连通管50另一端与左侧补液槽49连通，所述右侧溢流孔与所述右侧第三连通管74一端连接，所述右侧第三连通管74另一端与右侧补液槽73连通，从而完成液体的循环流动；

本发明的浮力演示装置的工作原理如下：本发明中筒形支承体22中会收到来自左侧活塞筒42和右侧活塞筒68中的液体，所述筒形支承体22中设置浮子85，所述浮子85随之液位的升降而发生上下运动，但此时由于所述左侧第四连通管95的进水端设置的左侧第四连通管进水控制阀97和所述右侧第四连通管96的出水端设置的右侧第四连通管进水控制阀 98均处于关闭状态，即便浮子85的浮动位置到达开启右侧第四连通管翻板阀91的位置，此时浮力演示装置中的浮子和左侧第四连通管翻板阀89及右侧第四连通管翻板阀91仅发生作动作用，但右侧第四连通管96的出水端并不出水，筒形支承体22中累计的液体仍然会通过左侧溢流孔和右侧溢流孔排出完成液体的循环流动；

当进行浮力演示时，所述左侧第四连通管95的进水端与所述进水总管1相连通，右侧第四连通管96的出水端与储水槽连通(图中未示出，但本领域技术人员可以明了)，开启左侧第四连通管进水控制阀97和右侧第四连通管进水控制阀98，此时左侧第四连通管翻板阀89处于开启状态而右侧第四连通管翻板阀91处于关闭状态，水流通过左侧第四连通管95进入筒形支承体22中，浮子85随之上浮，带动浮子连杆84向上运动，进而带动浮动曲柄 83转动，进而带动轴承座转动轴82转动，进而带动设置在轴承座转动轴82的凸轮86发生转动，转动的凸轮86对凸轮配合凹槽88发生致动作用，进而带动管道连通启闭阀门连杆 87发生运动，此时右侧第四连通管翻板阀91在管道连通启闭阀门连杆87的作用下开启，而左侧第四连通管翻板阀89被关闭，筒形支承体22中的液体经右侧第四连通管96流出，此时筒形支承体22中的液面下降，浮子85随之下降，带动浮子连杆84向下运动，进而带动浮动曲柄83继续转动，进而带动轴承座转动轴82继续转动，进而带动设置在轴承座转动轴 82的凸轮86发生继续转动，转动的凸轮86此时对凸轮配合凹槽88的另一面发生致动作用，进而带动管道连通启闭阀门连杆87发生相反的运动，此时右侧第四连通管翻板阀91在管道连通启闭阀门连杆87的作用下关闭，而左侧第四连通管翻板阀89被开启，从而完成一个循环工作。

其中缓冲体19的设置能够缓冲左侧配重和右侧配重的冲击作用；本发明除了可以连接自来水供应管道外还可以连接至设置于该教具上方的水槽，也可完成教学演示。

此外，需要说明的是，本申请的附图2中所示液体并未完全填充筒形支承体22，这仅是示意图，本领域技术人员可以完全明了；另外筒形支承体22可以采取透明材质(如有机玻璃、或玻璃等制作)以便增强演示效果；

本发明的杠杆平衡演示装置和浮力演示装置可各自单独演示可以联合在一起演示。当联合在一起演示时，由于浮力演示装置具有单独的供水端和出水端及储水槽，而筒形支承体22底部设置的左侧第二单向板阀51和右侧第二单向板阀75均是在左右侧活塞作用下才开启的单向板阀，液体只能进不能出，因而对浮力演示装置的作动并不产生干涉，且左右侧溢流孔设置在浮子能够发生作动作用位置的上部，因而对浮力演示装置的作动也不产生干涉，此外左右溢流孔的设置还保证了左右侧补液槽中的液体循环，同时保证了在浮力演示装置水流量过大时溢出的液体有去处可储存。

本发明采用物理学中基本的定律定理，却完成了相关定律定理的直观演示，而且构思新颖，结构巧妙，调节方便，整体美观，教学趣味性强，具有传统教学用具无法达到的直观教学感受和效果。

Claims (3)

1.一种物理教学直观演示教具，包括杠杆平衡演示装置和浮力演示装置，其特征在于：所述杠杆平衡演示装置包括进水总管、分水管、左出水龙头、右出水龙头、左侧第一枢转轴、左侧第一连杆、左侧第一枢转轴安装孔、左翻板式阀门、左侧第二连杆、左侧配重、右侧第一枢转轴、右侧第一连杆、右侧第一枢转轴安装孔、右翻板式阀门、右侧第二连杆、右侧配重、水管支承座、缓冲体、教具基座、实验平台、筒形支承体、半球形端盖、端盖支承杆、端盖通气孔、端盖支承杆枢转轴、平衡杠杆、平衡杠杆左侧第一位置、左侧第一缓冲弹簧、平衡杠杆左侧第二位置、左侧水槽枢转轴、左侧水槽、平衡杠杆左侧第三位置、左侧第二缓冲弹簧、平衡杠杆左侧第四位置、左侧第一杠杆枢转轴、左侧第三连杆、左侧第三连杆滑动体、左侧第四连杆、左侧活塞杆、左侧活塞、左侧活塞筒、基座左侧第一位置、左侧凹槽、左侧第一连通管、左侧第一单向板阀、左侧第二连通管、左侧第二连通管过滤头、左侧补液槽、左侧第三连通管、左侧第二单向板阀、左侧平台凹槽、左侧收集容器、左侧水槽顶出杆、左侧顶出孔、平衡杠杆右侧第一位置、右侧第一缓冲弹簧、平衡杠杆右侧第二位置、右侧水槽枢转轴、右侧水槽、平衡杠杆右侧第三位置、右侧第二缓冲弹簧、平衡杠杆右侧第四位置、右侧第一杠杆枢转轴、右侧第三连杆、右侧第三连杆滑动体、右侧第四连杆、右侧活塞杆、右侧活塞、右侧活塞筒、基座右侧第一位置、右侧凹槽、右侧第一连通管、右侧第一单向板阀、右侧第二连通管、右侧第二连通管过滤头、右侧补液槽、右侧第三连通管、右侧第二单向板阀、右侧平台凹槽、右侧收集容器、右侧水槽顶出杆、右侧顶出孔；所述进水总管连接所述分水管的轴向中央位置，所述分水管左侧安装左出水龙头，所述分水管右侧安装右出水龙头；位于所述分水管轴向中央位置的左侧第一枢转轴的管外侧固定安装左侧第一连杆的上端，所述左侧第一枢转轴安装在所述分水管的所述左侧第一枢转轴安装孔中，并在安装处采用密封连接，所述左翻板式阀门安装在所述左侧第一枢转轴上，并位于左侧分水管的内部，所述左侧第一枢转轴的管外侧固定安装左侧第二连杆的下端，所述左侧第二连杆的上端固定安装左侧配重，所述左侧第一连杆与所述左侧第二连杆位于分水管外部同一侧或位于分水管外部两侧，所述左侧第一连杆的上端可带动所述左侧第一枢转轴转动进而带动所述左翻板式阀门在分水管内部的转动进而克服左侧配重的重力从而完成左翻板式阀门的启闭；位于所述分水管轴向中央位置的右侧第一枢转轴的管外侧固定安装右侧第一连杆的上端，所述右侧第一枢转轴安装在所述分水管的所述右侧第一枢转轴安装孔中，并在安装处采用密封连接，所述右翻板式阀门安装在所述右侧第一枢转轴上，并位于右侧分水管的内部，所述右侧第一枢转轴的管外侧固定安装右侧第二连杆的下端，所述右侧第二连杆的上端固定安装右侧配重，所述右侧第一连杆与所述右侧第二连杆位于分水管外部同一侧或位于分水管外部两侧，所述右侧第一连杆的上端可带动所述右侧第一枢转轴转动进而带动所述右翻板式阀门在分水管内部的转动进而克服右侧配重的重力从而完成右翻板式阀门的启闭；所述进水总管连接所述分水管的位置处设置所述水管支承座，所述水管支承座上部设有缓冲体；

所述教具基座安装在实验平台上，所述教具基座中央位置固定设置筒形支承体，所述筒形支承体内部中空，所述筒形支承体上部固定设有半球形端盖，所述半球形端盖上部固定设置端盖支承杆，所述端盖支承杆的轴线与经过所述半球形端盖球心的竖直方向重合，所述半球形端盖设有若干端盖通气孔，所述端盖支承杆上部呈叉形结构，所述端盖支承杆轴线上设有端盖支承杆枢转轴，所述端盖支承杆枢转轴上铰接有平衡杠杆，所述平衡杠杆关于所述端盖支承杆枢转轴对称；所述平衡杠杆左侧第一位置固定安装左侧第一缓冲弹簧，所述平衡杠杆左侧第二位置固定安装左侧水槽枢转轴，所述左侧水槽枢转轴上安装左侧水槽，所述左侧水槽呈直角梯形，所述直角梯形的钝角处铰接在所述左侧水槽枢转轴上，所述平衡杠杆左侧第三位置固定安装左侧第二缓冲弹簧，所述平衡杠杆左侧第四位置设置左侧第一杠杆枢转轴，所述左侧第一杠杆枢转轴上铰接有左侧第三连杆，所述左侧第三连杆的上端固定连接左侧第三连杆滑动体，所述左侧第一连杆的下端铰接左侧第四连杆的上端，所述左侧第四连杆的下端设置成滑槽形式，所述左侧第三连杆滑动体与所述左侧第四连杆下端的滑槽相配合并可沿滑槽滑动，所述左侧第三连杆的下端铰接左侧活塞杆的上端，所述左侧活塞杆的下端固定安装有左侧活塞，所述左侧活塞位于所述左侧活塞筒内部，所述左侧活塞筒密封连接在所述教具基座的基座左侧第一位置上，所述基座左侧第一位置上开设有与所述左侧活塞筒连通的左侧凹槽和左侧第一连通管，所述左侧凹槽中设有左侧第一单向板阀，所述左侧凹槽下部设置左侧第二连通管，所述左侧第二连通管下端设有左侧第二连通管过滤头；所述左侧第二连通管过滤头位于所述左侧补液槽的液面下，所述左侧补液槽的上表面通过左侧第三连通管与所述筒形支承体的侧壁连通，所述左侧第一连通管一端与所述左侧活塞筒连通，所述左侧第一连通管另一端与所述筒形支承体的底面连通，所述左侧第一连通管另一端位于所述筒形支承体内部的位置安装有左侧第二单向板阀；所述实验平台设有左侧平台凹槽，所述左侧补液槽安装在所述左侧平台凹槽中，并位于所述教具基座的下方；所述实验平台左端对应左侧水槽下方设置有左侧收集容器，所述教具基座最左端安装有左侧水槽顶出杆；

所述平衡杠杆右侧第一位置固定安装右侧第一缓冲弹簧，所述平衡杠杆右侧第二位置固定安装右侧水槽枢转轴，所述右侧水槽枢转轴上安装右侧水槽，所述右侧水槽呈直角梯形，所述直角梯形的钝角处铰接在所述右侧水槽枢转轴上，所述平衡杠杆右侧第三位置固定安装右侧第二缓冲弹簧，所述平衡杠杆右侧第四位置设置右侧第一杠杆枢转轴，所述右侧第一杠杆枢转轴上铰接有右侧第三连杆，所述右侧第三连杆的上端固定连接右侧第三连杆滑动体，所述右侧第一连杆的下端铰接右侧第四连杆的上端，所述右侧第四连杆的下端设置成滑槽形式，所述右侧第三连杆滑动体与所述右侧第四连杆下端的滑槽相配合并可沿滑槽滑动，所述右侧第三连杆的下端铰接右侧活塞杆的上端，所述右侧活塞杆的下端固定安装有右侧活塞，所述右侧活塞位于所述右侧活塞筒内部，所述右侧活塞筒密封连接在所述教具基座的基座右侧第一位置上，所述基座右侧第一位置上开设有与所述右侧活塞筒连通的右侧凹槽和右侧第一连通管，所述右侧凹槽中设有右侧第一单向板阀，所述右侧凹槽下部设置右侧第二连通管，所述右侧第二连通管下端设有右侧第二连通管过滤头；所述右侧第二连通管过滤头位于所述右侧补液槽的液面下，所述右侧补液槽的上表面通过右侧第三连通管与所述筒形支承体的侧壁连通，所述右侧第一连通管一端与所述右侧活塞筒连通，所述右侧第一连通管另一端与所述筒形支承体的底面连通，所述右侧第一连通管另一端位于所述筒形支承体内部的位置安装有右侧第二单向板阀；所述实验平台设有右侧平台凹槽，所述右侧补液槽安装在所述右侧平台凹槽中，并位于所述教具基座的下方；所述实验平台右端对应右侧水槽下方设置有右侧收集容器，所述教具基座最右端安装有右侧水槽顶出杆；所述平衡杠杆左侧对应所述左侧水槽顶出杆位置处开设左侧顶出孔，所述平衡杠杆右侧对应所述右侧水槽顶出杆位置处开设右侧顶出孔；

所述浮力演示装置包括固定螺栓、浮力演示装置支座、浮力演示装置轴承座、轴承座转动轴、浮动曲柄、浮子连杆、浮子、凸轮、管道连通启闭阀门连杆、凸轮配合凹槽、左侧第四连通管、左侧第四连通管翻板阀、左侧第四连通管翻转轴、左侧第四连通管进水控制阀、右侧第四连通管、右侧第四连通管翻板阀、右侧第四连通管翻转轴、右侧第四连通管进水控制阀；所述筒形支承体内部底面上通过固定螺栓固定设置浮力演示装置支座，浮力演示装置支座上部固定设置浮力演示装置轴承座，所述浮力演示装置轴承座中穿设轴承座转动轴，所述轴承座转动轴上固定连接浮动曲柄的下端，所述浮动曲柄的上端铰接浮子连杆的下端，所述浮子连杆的上端铰接浮子的底面；所述轴承座转动轴的一端固定连接凸轮，管道连通启闭阀门连杆与所述凸轮配合接触，所述管道连通启闭阀门连杆的中部设有开口面向下的凸轮配合凹槽，所述凸轮设置在所述凸轮配合凹槽中并与其配合接触，所述管道连通启闭阀门连杆左端铰接左侧第四连通管翻板阀的上部，所述左侧第四连通管翻板阀铰接在左侧第四连通管翻转轴上，所述左侧第四连通管的进水端设有左侧第四连通管进水控制阀，所述管道连通启闭阀门连杆的右端竖直向下弯折后形成Z型结构，所述管道连通启闭阀门连杆的右端铰接右侧第四连通管翻板阀的下部，所述右侧第四连通管翻板阀铰接在右侧第四连通管翻转轴上；所述端盖支承杆的轴线与经过所述半球形端盖球心的竖直方向重合，该竖直方向还通过所述水管支承座的重心，左侧的所有零部件和右侧的所有零部件均关于该竖直方向对称设置。

2.使用如权利要求1所述的一种物理教学直观演示教具的演示方法，其特征在于，进水总管接自来水供应管道，水流经过进水总管后进入分水管中，此时左翻板式阀门处于导通状态，右翻板式阀门处于封闭状态，水流只能通过左出水龙头流入左侧水槽中，随着左侧水槽中水流量的增多，左侧水槽受到的重力越来越大逐渐下落，平衡杠杆随之向下运动，此时左侧第三连杆滑动体在左侧第四连杆的滑槽中滑动，左侧第三连杆带动左侧活塞杆运动，左侧活塞随之向下运动，从而对左侧活塞下方的液体产生压缩，左侧活塞下方的液体对左侧第一单向板阀产生向下的压力使得左侧第一单向板阀关闭而左侧第二单向板阀开启，液体经过所述左侧第一连通管流入筒形支承体中；当左侧第三连杆滑动体在左侧第四连杆的滑槽中滑动至最下端时，开始带动所述左侧第四连杆向下运动，进而带动左侧第一连杆向下运动，进而带动左侧第一枢转轴转动，进而带动左翻板式阀门克服左侧配重的重力发生转动完成由开启到关闭的状态转换，此时左侧水槽恰好下降到左侧水槽顶出杆的上端，受到左侧水槽顶出杆的顶出作用，左侧水槽开始翻转，左侧水槽中的水倾泻入所述左侧收集容器中；而随着平衡杠杆左侧的向下运动，平衡杠杆的右侧随之向上运动，带动右侧第三连杆向上运动，所述右侧活塞在右侧活塞杆的带动下也向上运动，在大气压的作用下，所述右侧第二单向板阀关闭而右侧第一单向板阀开启，右侧补液槽中的补充液体经右侧第二连通管过滤头过滤后通过右侧第二连通管进入右侧活塞筒中，右侧水槽在向上运动的过程中由倾泻状态绕所述右侧水槽枢转轴转动随之复位，随着右侧第三连杆继续向上运动，所述右侧第三连杆滑动体在所述右侧第四连杆的滑槽中向上滑动，当右侧第三连杆滑动体在所述右侧第四连杆的滑槽中向上滑动至最上端时，开始带动所述右侧第四连杆向上运动，进而带动右侧第一连杆向上运动，进而带动右侧第一枢转轴转动，进而带动右翻板式阀门克服右侧配重的重力发生转动完成由关闭到开启的状态转换，此时左翻板式阀门处于关闭状态，右翻板式阀门处于开启状态，水流只能通过右出水龙头流出，同时右侧水槽恰好运动至右出水龙头的下方承接从右出水龙头中流出的水流；由于筒形支承体中会收到来自左侧活塞筒和右侧活塞筒中的液体，筒形支承体中的液位会不断上升，在筒形支承体左右两侧分别开设左侧溢流孔和右侧溢流孔，所述左侧溢流孔与所述左侧第三连通管一端连接，所述左侧第三连通管另一端与左侧补液槽连通，所述右侧溢流孔与所述右侧第三连通管一端连接，所述右侧第三连通管另一端与右侧补液槽连通，从而完成液体的循环流动。

3.使用如权利要求2所述的一种物理教学直观演示教具的演示方法，其特征在于，左侧第四连通管的进水端与所述进水总管相连通，右侧第四连通管的出水端与储水槽连通，开启左侧第四连通管进水控制阀和右侧第四连通管进水控制阀，此时左侧第四连通管翻板阀处于开启状态而右侧第四连通管翻板阀处于关闭状态，水流通过左侧第四连通管进入筒形支承体中，浮子随之上浮，带动浮子连杆向上运动，进而带动浮动曲柄转动，进而带动轴承座转动轴转动，进而带动设置在轴承座转动轴的凸轮发生转动，转动的凸轮对凸轮配合凹槽发生致动作用，进而带动管道连通启闭阀门连杆发生运动，此时右侧第四连通管翻板阀在管道连通启闭阀门连杆的作用下开启，而左侧第四连通管翻板阀被关闭，筒形支承体中的液体经右侧第四连通管流出，此时筒形支承体中的液面下降，浮子随之下降，带动浮子连杆向下运动，进而带动浮动曲柄继续转动，进而带动轴承座转动轴继续转动，进而带动设置在轴承座转动轴的凸轮发生继续转动，转动的凸轮此时对凸轮配合凹槽的另一面发生致动作用，进而带动管道连通启闭阀门连杆发生相反的运动，此时右侧第四连通管翻板阀在管道连通启闭阀门连杆的作用下关闭，而左侧第四连通管翻板阀被开启，从而完成一个循环工作。