CN111933002A

CN111933002A - 一种用于物理实验的浮力演示教具

Info

Publication number: CN111933002A
Application number: CN202011090098.6A
Authority: CN
Inventors: 翟慧慧; 潘翔宇
Original assignee: Nanjing Jumping Dada Information Technology Co ltd
Current assignee: Ruizhi Information Technology Binzhou Co ltd
Priority date: 2020-10-13
Filing date: 2020-10-13
Publication date: 2020-11-13
Anticipated expiration: 2040-10-13
Also published as: CN111933002B; CN112885206A

Abstract

本发明公开了一种用于物理实验的浮力演示教具，包括操作台，所述操作台的顶部设有两个容器。本发明中，在弹簧二的作用下，橡胶块与立柱的侧壁紧密贴合，对滑套进行固定，滑套的端部与液体介质一和液体介质二的初始液面位于同一高度，在拉动拉环，限位销与限位槽分离时，在漂浮块重力的作用下，转盘发生转动，移动块在弧形槽的内部移动，移动块向横板一的两侧移动，两个漂浮块分别掉落在两个容器的内部，漂浮块浮在液体介质一和液体介质二的液面上，通过观察液体介质一和液体介质二的上升高度，可更直观、形象的验证在物体所受的浮力一定时，物体在不同密度的液体中的排水量不同的这一推论，有助于老师的教学以及学生对浮力原理的学习。

Description

一种用于物理实验的浮力演示教具

技术领域

本发明涉及教学用具技术领域，尤其涉及一种用于物理实验的浮力演示教具。

背景技术

浸在流体内的物体受到流体竖直向上托起的作用力叫作浮力。浮力指物体在流体（液体和气体）中，各表面受流体压力的差（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（即物体所受的浮力等于物体下沉静止后排开液体的重力），计算可用它推导出公式F浮=ρ液gV排（ρ液表示液体的密度，单位为千克/立方米；g表示常数，是重力与质量的比值，g=9.8N/kg在粗略计算时可取10N/kg；V排表示排开液体的体积，单位为立方米）。

由浮力的推导公式可得出，在物体所受的浮力一定时，物体在不同密度的液体中的排水量不同。然而由于传统教具的局限性，传统教具难以直观、形象的向学生展示该推导出的结论，不利于学生对浮力原理学习。

因此，提出一种用于物理实验的浮力演示教具。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述的问题，而提出的一种用于物理实验的浮力演示教具。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于物理实验的浮力演示教具，包括操作台，所述操作台的顶部设有两个容器，两个所述容器的内部一一对应设有液体介质一和液体介质二，所述操作台的顶部固定有立柱，所述立柱之间设有横板一和横板二，所述横板一的中心处通过转动轴转动连接有转盘，所述转盘上具有弧形槽，所述横板一上具有空腔且空腔的内部设有水平方向上的导杆，所述导杆的外部套设有移动块，所述移动块的底端穿入弧形槽的内腔，所述移动块上绕接有绳索，所述绳索贯穿横板一与设在横板一底部的漂浮块绕接，所述转动轴的顶端安装有固定块，所述固定块的顶端具有矩形状的限位槽，所述横板二上贯穿有与限位槽相卡合的限位销，所述限位销的外部设有弹簧一和凸缘。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述横板一上具有对绳索进行导向的导向轮。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述限位销的顶端成型有拉环。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述弧形槽与转盘偏心设置。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述漂浮块的密度小于液体介质一和液体介质二的密度。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述立柱的外部设有与刻度线相适配的指示件，所述指示件包括套设在立柱外部的滑套，所述滑套上具有通槽，所述通槽的侧壁上贯穿有橡胶块且橡胶块与通槽的内壁通过弹簧二弹性连接，所述橡胶块的侧壁上固定拉杆且拉杆贯穿至滑套的外部。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，在弹簧二的作用下，橡胶块与立柱的侧壁紧密贴合，对滑套进行固定，滑套的端部与液体介质一和液体介质二的初始液面位于同一高度，在拉动拉环，限位销与限位槽分离时，在漂浮块重力的作用下，转盘发生转动，移动块在弧形槽的内部移动，移动块向横板一的两侧移动，两个漂浮块分别掉落在两个容器的内部，漂浮块浮在液体介质一和液体介质二的液面上，通过观察液体介质一和液体介质二的上升高度，可更直观、形象的验证在物体所受的浮力一定时，物体在不同密度的液体中的排水量不同的这一推论，有助于老师的教学以及学生对浮力原理的学习。

2、本发明中，横板一上安装有导向轮，导向轮对绳索进行导向，避免了绳索与横板一之间的摩擦，使得漂浮块的移动更加顺畅，有利于实验的进行。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例提供的演示教具结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例提供的A局部放大结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例提供的指示件结构示意图；

图4示出了根据本发明实施例提供的固定块俯视结构示意图；

图5示出了根据本发明实施例提供的转盘结构示意图；

图例说明：

1、操作台；2、容器；3、液体介质一；4、液体介质二；5、刻度线；6、横板一；7、横板二；8、导向轮；9、空腔；10、导杆；11、拉环；12、转盘；13、绳索；14、漂浮块；15、立柱；16、指示件；17、弹簧一；18、凸缘；19、移动块；20、固定块；21、转动轴；22、限位销；23、限位槽；24、弧形槽；1601、滑套；1602、通槽；1603、拉杆；1604、弹簧二；1605、橡胶块。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种用于物理实验的浮力演示教具，包括操作台1，操作台1的顶部设有两个容器2，两个容器2的内部一一对应设有液体介质一3和液体介质二4，液体介质一3和液体介质二4的密度不同，操作台1的顶部固定有立柱15，立柱15之间设有横板一6和横板二7，横板一6的中心处通过转动轴21转动连接有转盘12，转盘12套接转动轴21的底部，转动轴21与横板一6通过轴承转动连接，转盘12上具有弧形槽24，弧形槽24与转盘12偏心设置，横板一6上具有空腔9且空腔9的内部设有水平方向上的导杆10，导杆10的两端分别与空腔9的内壁固定连接，导杆10的外部套设有移动块19，移动块19与导杆10滑动配合，移动块19的底端穿入弧形槽24的内腔，移动块19上绕接有绳索13，绳索13贯穿横板一6与设在横板一6底部的漂浮块14绕接，转动轴21的顶端安装有固定块20，固定块20的顶端具有矩形状的限位槽23，横板二7上贯穿有与限位槽23相卡合的限位销22，限位销22的外部设有弹簧一17和凸缘18，弹簧一17套设在限位销22的外部，弹簧一17的两端分别与横板二7和凸缘18抵接，在弹簧一17和凸缘18的作用下，限位销22与限位槽23进行卡合，由于限位槽23为矩形状的设置，可对固定块20、转动轴21和转盘12进行限位，实现了对漂浮块14的定位。

具体的，如图1所示，横板一6上具有对绳索13进行导向的导向轮8，导向轮8与绳索13绕接，导向轮8对绳索13进行导向，避免了绳索13与横板一6之间的摩擦，使得漂浮块14的移动更加顺畅，有利于实验的进行。

具体的，如图1所示，限位销22的顶端成型有拉环11，通过拉环11可方便于工作人员对限位销22的拉动，方便于使用者的操作。

具体的，如图1所示，漂浮块14的密度小于液体介质一3和液体介质二4的密度，漂浮块14位于下降至容器2的内部时，漂浮块14漂浮于液体介质一3和液体介质二4的液面上，此状态下，漂浮块14的重力与其所受浮力大小相等。

具体的，如图1和图3所示，立柱15的外部设有与刻度线5相适配的指示件16，指示件16包括套设在立柱15外部的滑套1601，滑套1601与立柱15滑动配合，滑套1601上具有通槽1602，通槽1602的侧壁上贯穿有橡胶块1605且橡胶块1605与通槽1602的内壁通过弹簧二1604弹性连接，弹簧二1604的两端分别与橡胶块1605和通槽1602的内壁抵接，橡胶块1605的侧壁上固定有拉杆1603且拉杆1603贯穿至滑套1601的外部，弹簧二1604套设在拉杆1603的外部，通过拉杆1603可方便于工作人员对橡胶块1605的拉动。

工作原理：在进行实验时，将拉杆1603向一侧拉动，拉杆1603带动橡胶块1605与立柱15分离，此状态下，使用者可根据需要移动滑套1601，在滑套1601的端部与液体介质一3和液体介质二4的初始液面位于同一高度时，松开拉杆1603，在弹簧二1604的作用下，橡胶块1605与立柱15的侧壁紧密贴合，实现了对滑套1601的固定，将拉环11向上拉动，拉环11带动限位销22从限位槽23的内部脱离，解除了对固定块20、转动轴21和转盘12的限位，在漂浮块14自身重力的作用下，漂浮块14向下移动，漂浮块14通过绳索13对移动块19进行移动，移动块19在弧形槽24内部以及导杆10的外部移动，在漂浮块14掉落在两个容器2的内部之后，由于漂浮块14的密度小于液体介质一3和液体介质二4的密度，所以漂浮块14漂浮于液体介质一3和液体介质二4的液面上，此状态下，漂浮块14的重力与所受浮力相等，由于两个漂浮块14的质量和体积相同，所以，两个漂浮块14所受的浮力也相等，通过观察液体介质一3和液体介质二4的液面上升高度（液面上升的高度等于排水量），可形象、直观的验证在物体所受的浮力一定时，物体在不同密度的液体中的排水量不同的这一推论，有助于老师的教学以及学生对浮力原理的学习。

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

1.一种用于物理实验的浮力演示教具，包括操作台（1），其特征在于，所述操作台（1）的顶部设有两个容器（2），两个所述容器（2）的内部一一对应设有液体介质一（3）和液体介质二（4），所述操作台（1）的顶部固定有立柱（15），所述立柱（15）之间设有横板一（6）和横板二（7），所述横板一（6）的中心处通过转动轴（21）转动连接有转盘（12），所述转盘（12）上具有弧形槽（24），所述横板一（6）上具有空腔（9）且空腔（9）的内部设有水平方向上的导杆（10），所述导杆（10）的外部套设有移动块（19），所述移动块（19）的底端穿入弧形槽（24）的内腔，所述移动块（19）上绕接有绳索（13），所述绳索（13）贯穿横板一（6）与设在横板一（6）底部的漂浮块（14）绕接，所述转动轴（21）的顶端安装有固定块（20），所述固定块（20）的顶端具有矩形状的限位槽（23），所述横板二（7）上贯穿有与限位槽（23）相卡合的限位销（22），所述限位销（22）的外部设有弹簧一（17）和凸缘（18）。

2.根据权利要求1所述的一种用于物理实验的浮力演示教具，其特征在于，所述横板一（6）上具有对绳索（13）进行导向的导向轮（8）。

3.根据权利要求2所述的一种用于物理实验的浮力演示教具，其特征在于，所述限位销（22）的顶端成型有拉环（11）。

4.根据权利要求3所述的一种用于物理实验的浮力演示教具，其特征在于，所述弧形槽（24）与转盘（12）偏心设置。

5.根据权利要求4所述的一种用于物理实验的浮力演示教具，其特征在于，所述漂浮块（14）的密度小于液体介质一（3）和液体介质二（4）的密度。

6.根据权利要求5所述的一种用于物理实验的浮力演示教具，其特征在于，所述立柱（15）的外部设有与刻度线（5）相适配的指示件（16），所述指示件（16）包括套设在立柱（15）外部的滑套（1601），所述滑套（1601）上具有通槽（1602），所述通槽（1602）的侧壁上贯穿有橡胶块（1605）且橡胶块（1605）与通槽（1602）的内壁通过弹簧二（1604）弹性连接，所述橡胶块（1605）的侧壁上固定拉杆（1603）且拉杆（1603）贯穿至滑套（1601）的外部。