CN204480554U - 伯努利定律演示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种伯努利定律演示装置，涉及教具领域，包括：一上表面打开的水箱，所述水箱内装有液体，并且所述水箱内的液体上漂浮有圆球；所述水箱打开表面的一侧边上安装有一第一滑轨，一滑动装置安装在所述第一滑轨上，所述滑动装置上安装有一与所述第一滑轨垂直的第二滑轨，所述第二滑轨上安装有一滑动杆，所述滑动杆置于所述水箱上方的一端可转动的安装有一喷头，所述喷头上连接有一喷管；还包括一挡板，所述挡板面对所述喷头设置，所述挡板的底部浸入所述水箱的液体中。本实用新型喷头喷出的液体可以灵活移动，控制圆球移动并且可以爬上挡板，生动演示伯努利定律。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种教具，尤其涉及一种伯努利定律演示装置。
背景技术
丹尼尔·伯努利在1726年提出了“伯努利原理”。这是在流体力学的连续介质理论方程建立之前，水力学所采用的基本原理，其实质是流体的机械能守恒。即：动能+重力势能+压力势能=常数。其最为著名的推论为：等高流动时，流速大，压力就小。
流体力学在物理学中是重要内容，研究流体的特性，流体对物体的作用效果，掌握理想流体的定常流动，了解流体力学的基本规律对于亲少年学生学习物理学知识是十分必要的，全日制普通高级中学(试验修订本·必修)《物理》第1册第8章机械能中新增加了一节《伯努利方程》，但在教材中仅列出用倒置漏斗吹乒乓球及从平行竖放的两张纸中吹气的小实验，并未能由这些实验引出伯努力方程。
现有技术中缺少一种可以直观、生动演示伯努利方程的实验设备。
实用新型内容
本实用新型公开了一种伯努利定律演示装置，用以解决现有技术中缺少一种可以直观、生动演示伯努利方程的教具的问题。
本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种伯努利定律演示装置，其中，包括：一上表面打开的水箱，所述水箱内装有液体，并且所述水箱内的液体上漂浮有圆球；所述水箱打开表面的一侧边上安装有一第一滑轨，一滑动装置安装在所述第一滑轨上，所述滑动装置上安装有一与所述第一滑轨垂直的第二滑轨，所述第二滑轨上安装有一滑动杆，所述滑动杆置于所述水箱上方的一端可转动的安装有一喷头，所述喷头上连接有一喷管；还包括一挡板，所述挡板面对所述喷头设置，所述挡板的底部浸入所述水箱的液体中。
如上所述的伯努利定律演示装置，其中，一水泵的一端与所述喷管连接，所述水泵的另一端连接在所述水箱的底部；所述水泵具有一水泵调节装置。
如上所述的伯努利定律演示装置，其中，所述滑动装置包括：一驱动所述滑动装置的第一驱动装置和一驱动所述滑动杆滑动的第二驱动装置。
如上所述的伯努利定律演示装置，其中，所述滑动杆置于水箱上方的一端包括第三驱动装置，所述第三驱动装置带动一安装在所述滑动杆端部的转轴，所述转轴与所述第一滑轨所在的方向平行，所述喷头垂直安装在所述转轴上；所述第一驱动装置、所述第二驱动装置、所述第三驱动装置均与一控制装置连接。
如上所述的伯努利定律演示装置，其中，所述第一滑轨包括两平行的轨道槽，所述滑动装置包括两组滑轮分别嵌入所述轨道槽；所述滑动装置内包括一第一齿轮组，所述第一驱动装置通过所述第一齿轮组带动所述滑轮。
如上所述的伯努利定律演示装置，其中，所述第二滑轨为一与所述滑动杆匹配的凹槽，所述滑动杆部分置于所述凹槽中，所述滑动装置还包括设置在第二滑轨上方的驱动轮，所述滑动杆上设有与所述驱动轮匹配的齿条，所述驱动轮与所述齿条啮合；所述滑动装置内包括一第二齿轮组，所述第二驱动装置通过所述第二齿轮组带动所述驱动轮。
如上所述的伯努利定律演示装置，其中，所述挡板为一弧形板，所述弧形板的轴心与所述转轴的轴心在同一直线上。
如上所述的伯努利定律演示装置，其中，所述弧形挡板为一半圆形挡板，所述半圆形挡板采用透明材料。
如上所述的伯努利定律演示装置，其中，所述控制装置包括：一十字调节装置和一旋转调节装置，所述十字调节装置与所述第一驱动装置、所述第二驱动装置连接，所述旋转调节装置与所述第三驱动装置连接。
如上所述的伯努利定律演示装置，其中，所述滑动杆远离所述水箱的一端安装有一配重块。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型解决了现有技术中缺少一种可以直观、生动演示伯努利方程的教具的问题，通过在水箱上设置第一滑轨、第二滑轨、滑动装置、滑动杆及喷头，并且在水箱内设置挡板和圆球，使得喷头喷出的液体可以灵活移动，控制圆球移动并且可以爬上挡板，生动演示伯努利定律。
附图说明
图1是本实用新型伯努利定律演示装置的结构主视示意图；
图2是本实用新型伯努利定律演示装置的结构侧视示意图；
图3是本实用新型伯努利定律演示装置的结构俯视示意图；
图4是本实用新型伯努利定律演示装置的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述：
图1是本实用新型伯努利定律演示装置的结构主视示意图，图2是本实用新型伯努利定律演示装置的结构侧视示意图，图3是本实用新型伯努利定律演示装置的结构俯视示意图，图4是本实用新型伯努利定律演示装置的电路图，请参见图1~图4，一种伯努利定律演示装置，其中，包括：一上表面打开的水箱1，水箱1内装有液体，并且水箱1内的液体上漂浮有圆球；水箱1打开表面的一侧边上安装有一第一滑轨11，一滑动装置2安装在第一滑轨11上，使得滑动装置2可以在第一滑轨11方向上移动，滑动装置2上安装有一与第一滑轨11垂直的第二滑轨12，第二滑轨12上安装有一滑动杆3，使得滑动杆3能够在第二滑轨12方向上移动，滑动杆3置于水箱1上方的一端可转动的安装有一喷头7，喷头7上连接有一喷管，使得喷头7可以四向移动并且能够旋转，灵活调整喷水角度；本实用新型还包括一挡板5，挡板5面对喷头7设置，挡板5的底部浸入水箱1的液体中。
本实用新型通过调整喷头7的角度以及圆球的位置使得喷头7对准圆球喷射，由于水柱边的气体流速大、压强小，发生卷吸现象即当某处的流速增大时，该处的压强就相应减小。根据伯努利方程p+1/2ρv^2+ρgh=C圆球会立即被包围，达到控制圆球的效果。假设喷头7向左移动，水柱向左移动，小球未能及时反映。水柱偏离球心在球左面，则右侧流量减小，左侧流量大，由伯努利定律流量大的处压强小。左侧压力较小，右侧压力大，小球被向左推动。通过调整滑动装置2和滑竿的位置，可以使小球跟随水柱喷头7在水池水面上任意处移动。水柱冲击力竖直方向上被浮力所抵消。通过调整喷头7的旋转角度可以使得圆球可以被水柱控制到挡板5上，在水平方向冲击力被液体包裹表面的压力差所平衡（包括较微弱的摩擦阻尼和液体粘滞力的作用）在倾角不太小情况下控制小球，由高度与横向宽度控制，圆球不会脱离，达到控制圆球的效果。
本实用新型的小球可以采用乒乓球。
本实用新型的一水泵4的一端与喷管连接，水泵4的另一端连接在水箱1的底部；水泵4具有一水泵调节装置，通过水泵调节装置对水流的大小进行调节。
进一步的，水泵调节装置为电压调节装置。
本实用新型的滑动装置2包括：一驱动滑动装置2的第一驱动装置21和一驱动滑动杆3滑动的第二驱动装置22。
本实用新型的滑动杆3置于水箱1上方的一端包括第三驱动装置23，第三驱动装置23带动一安装在滑动杆3端部的转轴，转轴与第一滑轨11所在的方向平行，喷头7垂直安装在转轴上；第一驱动装置21、第二驱动装置22、第三驱动装置23均与一控制装置连接。
本实用新型的第一驱动装置21、第二驱动装置22、第三驱动装置23均为电机。
本实用新型的第三驱动装置23通过一第三齿轮箱带动安装在滑动杆3端部的转轴转动。
本实用新型的第一驱动装置21、第二驱动装置22、第三驱动装置23、控制装置均与一电源开关连接。
本实用新型的第一滑轨11包括两平行的轨道槽，滑动装置2包括两组滑轮211分别嵌入轨道槽；滑动装置2内包括一第一齿轮组，第一驱动装置21通过第一齿轮组带动滑轮211。
本实用新型的第二滑轨12为一与滑动杆3匹配的凹槽，滑动杆3部分置于凹槽中，滑动装置2还包括设置在第二滑轨12上方的驱动轮221，滑动杆3上设有与驱动轮221匹配的齿条，驱动轮221与齿条啮合；滑动装置2内包括一第二齿轮组，第二驱动装置22通过第二齿轮组带动驱动轮221。
进一步的，本实用新型的驱动轮221可以有两个，两驱动轮221在驱动齿条的同时可以施加两个向下的压力，从而固定滑动杆3。
本实用新型的挡板5为一弧形板，弧形板的轴心与转轴的轴心在同一直线上，使得无论喷头7如何旋转，均会垂直指向弧形板的板面。
本实用新型的弧形挡板5为一半圆形挡板，半圆形挡板采用透明材料。
进一步的，本实用新型的挡板5上可以开设有圆孔，使得使用者可以控制圆球移动至圆孔位置并从圆孔中喷出，增加生动性。
进一步的，本实用可以采用具有多个弯折的条形板，使得操作时可以控制圆球根据条形板的轨迹进移动，增加生动性。
更进一步的，本实用新型可以采用M形板，控制圆球根据M形板的轨迹移动。
本实用新型的控制装置包括：一十字调节装置和一旋转调节装置，十字调节装置与第一驱动装置21、第二驱动装置22连接，旋转调节装置与第三驱动装置23连接。
本实用新型的滑动杆3远离水箱1的一端安装有一配重块6，以保证滑动杆3两端的配重相对平衡。
Claims (10)
1.一种伯努利定律演示装置，其特征在于，包括：一上表面打开的水箱，所述水箱内装有液体，并且所述水箱内的液体上漂浮有圆球；所述水箱打开表面的一侧边上安装有一第一滑轨，一滑动装置安装在所述第一滑轨上，所述滑动装置上安装有一与所述第一滑轨垂直的第二滑轨，所述第二滑轨上安装有一滑动杆，所述滑动杆置于所述水箱上方的一端可转动的安装有一喷头，所述喷头上连接有一喷管；还包括一挡板，所述挡板面对所述喷头设置，所述挡板的底部浸入所述水箱的液体中。
2.根据权利要求1所述的伯努利定律演示装置，其特征在于，一水泵的一端与所述喷管连接，所述水泵的另一端连接在所述水箱的底部；所述水泵具有一水泵调节装置。
3.根据权利要求1所述的伯努利定律演示装置，其特征在于，所述滑动装置包括：一驱动所述滑动装置的第一驱动装置和一驱动所述滑动杆滑动的第二驱动装置。
4.根据权利要求3所述的伯努利定律演示装置，其特征在于，所述滑动杆置于水箱上方的一端包括第三驱动装置，所述第三驱动装置带动一安装在所述滑动杆端部的转轴，所述转轴与所述第一滑轨所在的方向平行，所述喷头垂直安装在所述转轴上；所述第一驱动装置、所述第二驱动装置、所述第三驱动装置均与一控制装置连接。
5.根据权利要求3或4任一所述的伯努利定律演示装置，其特征在于，所述第一滑轨包括两平行的轨道槽，所述滑动装置包括两组滑轮分别嵌入所述轨道槽；所述滑动装置内包括一第一齿轮组，所述第一驱动装置通过所述第一齿轮组带动所述滑轮。
6.根据权利要求3或4任一所述的伯努利定律演示装置，其特征在于，所述第二滑轨为一与所述滑动杆匹配的凹槽，所述滑动杆部分置于所述凹槽中，所述滑动装置还包括设置在第二滑轨上方的驱动轮，所述滑动杆上设有与所述驱动轮匹配的齿条，所述驱动轮与所述齿条啮合；所述滑动装置内包括一第二齿轮组，所述第二驱动装置通过所述第二齿轮组带动所述驱动轮。
7.根据权利要求4所述的伯努利定律演示装置，其特征在于，所述挡板为一弧形板，所述弧形板的轴心与所述转轴的轴心在同一直线上。
8.根据权利要求7所述的伯努利定律演示装置，其特征在于，所述弧形挡板为一半圆形挡板，所述半圆形挡板采用透明材料。
9.根据权利要求4所述的伯努利定律演示装置，其特征在于，所述控制装置包括：一十字调节装置和一旋转调节装置，所述十字调节装置与所述第一驱动装置、所述第二驱动装置连接，所述旋转调节装置与所述第三驱动装置连接。
10.根据权利要求1~4、7~8任一所述的伯努利定律演示装置，其特征在于，所述滑动杆远离所述水箱的一端安装有一配重块。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201520051689.0U CN204480554U (zh) | 2015-01-26 | 2015-01-26 | 伯努利定律演示装置 |
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| CN204480554U true CN204480554U (zh) | 2015-07-15 |
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| CN (1) | CN204480554U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106998411A (zh) * | 2016-01-26 | 2017-08-01 | 西安中兴新软件有限责任公司 | 一种终端及控制方法 |
| CN109448514A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-08 | 北京理工大学 | 伯努利原理教学演示仪 |
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2015
- 2015-01-26 CN CN201520051689.0U patent/CN204480554U/zh not_active Expired - Fee Related
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