CN204440762U - 阿基米德原理演示仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能够辅助学习和认知阿基米德原理的演示仪，该演示仪的结构简单，容易理解，易于实现。阿基米德原理演示仪，包含底座，所述底座包含一竖直的竖板，所述底座上安装有一升降台，所述升降台上放置一溢水桶；所述竖板上留有一条零点调节槽、一条对齐调节槽，所述竖板上安装有一竖直刻度盘、定滑轮；带挂钩的弹簧甲上端利用固定螺母甲固定在零点调节槽上，弹簧甲下端安装有指针，弹簧甲下端挂一重物；弹簧乙下端利用固定螺母乙固定在对齐调节槽上，弹簧乙的上端安装有指针、细绳，所述细绳绕过定滑轮，所述细绳另一端吊有一吊桶。

Description

阿基米德原理演示仪

技术领域

本实用新型涉及一种物理实验仪器，具体应用于辅助学习和认知阿基米德原理。

背景技术

现行教材中的原实验不直观，步骤多，思维跨度大，不利于学生理解接受。其中要测量三次数据：物体的重力、物体浸在水中时弹簧秤的示数、溢出水的重力，实际操作十分繁琐，有诸多不便。而且学生在实验过程中还要停下来计算，将思维和注意力转移过去，使反应延迟，也不利于对该实验的理解。原实验是用手直接操作，很不稳定，往往从溢水杯中溢出的水不能完全从杯口竖直流入小桶中，其中一部分水会沿着杯壁流到桌子上，从而导致实验误差增大，很难准确地得出实验结论。另外，由于测量次数太多，也必然使实验误差增大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供了一种能够辅助学习和认知阿基米德原理的演示仪，该演示仪的结构简单，容易理解，易于实现。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：阿基米德原理演示仪，包含底座，所述底座包含一竖直的竖板，所述底座上安装有一升降台，所述升降台上放置一溢水桶；

   上述竖板上留有一条零点调节槽、一条对齐调节槽，所述竖板上安装有一竖直刻度盘、定滑轮；带挂钩的弹簧甲上端利用固定螺母甲固定在零点调节槽上，弹簧甲下端安装有指针，弹簧甲下端挂一重物；弹簧乙下端利用固定螺母乙固定在对齐调节槽上，弹簧乙的上端安装有指针、细绳，所述细绳绕过定滑轮，所述细绳另一端吊有一吊桶。

进一步的，溢水桶倒入液体，液体的种类可以自由选择；本仪器提供几种不同材质、形状的重物，重物是标准的几何体；重物和吊桶上都标有体积刻度。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

本实用新型阿基米德原理演示仪结构简单，简化实验过程，实验误差小，能够非常直观和稳定地演示出阿基米德原理的现象，对阿基米德原理的教学有一定的实用意义。

附图说明

图1为本实用新型的结构图；

附图标记说明：

1—零点调节槽，2—固定螺母甲，3—弹簧甲，4—指针，5—重物， 6—溢水桶，7—升降台，8—定滑轮，9—细绳，10—刻度盘，11—弹簧乙，12—固定螺母乙，13—对齐调节槽，14—竖板，15—吊桶，16—底座。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：

图1示出了本实用新型的一种具体结构，如图所示，我们研制的阿基米德原理演示仪，包含底座16，所述底座16包含一竖直的竖板14，所述底座16上安装有一升降台7，所述升降台7上放置一溢水桶6；所述竖板14上留有一条零点调节槽1、一条对齐调节槽13，所述竖板14上安装有一竖直刻度盘10、定滑轮8；带挂钩的弹簧甲3上端利用固定螺母甲2固定在零点调节槽1上，弹簧甲3下端安装有指针4，弹簧甲3下端挂一重物5；弹簧乙11下端利用固定螺母乙12固定在对齐调节槽13上，弹簧乙11的上端安装有指针、细绳9，所述细绳9绕过定滑轮8，所述细绳9另一端吊有一吊桶15。

本实用新型的原理如下：

甲乙两根弹簧劲度系数相同，都是k，其伸长量分别用x ₁,x ₂表示。弹簧甲弹力F ₁等于重物重力G ₁减去重物受到的浮力F,即kx ₁=G ₁-F；弹簧乙的弹力F ₂等于桶的重力G ₂加上溢出水的重力G，即kx ₂=G ₂+G；随着重物浸入水中的深度的增加，浮力F增大，溢出的水更多，G也增大，x ₁减小而x ₂增大，其变化量△x ₁=△F/k;△x ₂=△G/k。根据阿基米德原理G=F，则△x ₁=△x ₂。

本实用新型的使用方法如下：

调节固定螺母甲，使弹簧甲静止时指针指在零刻度线上；挂上重物，弹簧甲被拉长，读数就是重物的重力；调节固定螺母乙，使弹簧乙静止时指针与甲弹簧的指针指在同一刻度上；往溢水桶中加入水，使得水刚刚好到达溢出口；升高升降台，使得重物浸入水中，

观察一：弹簧甲指针上移，说明重物受到水的浮力，其大小等于刻度的变化量，可以直接读出；

观察二：随着重物浸入水中的部分增大（重物浸入水中的体积可从重物上的标可读出），指针上移越多，浮力越大，当重物完全浸入后，指针不再变化，对比数据可证明浮力与排开水的体积成正比；

观察三：排出来的水流入吊桶中，其体积与浸入水中重物的体积相等；

观察四：吊桶通过定滑轮，拉动弹簧乙，弹簧乙指针也跟着上移，水的重力可从刻度上的值读出；

观察五：可以容易看到，甲乙两根弹簧的指针始终指在同一刻度上，说明浮力的大小与溢出水的重力相等。

换用不同的重物和液体，可以证明，阿基米德原理对不同介质结论是相同的。

上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims (1)

1.阿基米德原理演示仪，其特征在于：包含底座（16），所述底座（16）包含一竖直的竖板（14），所述底座（16）上安装有一升降台（7），所述升降台（7）上放置一溢水桶（6）；所述竖板（14）上留有一条零点调节槽（1）、一条对齐调节槽（13），所述竖板（14）上安装有一竖直刻度盘（10）、定滑轮（8）；带挂钩的弹簧甲（3）上端利用固定螺母甲（2）固定在零点调节槽（1）上，弹簧甲（3）下端安装有指针（4），弹簧甲（3）下端挂一重物（5）；弹簧乙（11）下端利用固定螺母乙（12）固定在对齐调节槽（13）上，弹簧乙（11）的上端安装有指针、细绳（9），所述细绳（9）绕过定滑轮（8），所述细绳（9）另一端吊有一吊桶（15）。