CN204516180U - 一种浮力演示仪 - Google Patents
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Abstract
一种浮力演示仪，利用传统天平称量物品的功能，将浮力演示应用其中，对天平做出了本领域技术人易想不到的变化：在平衡臂的两端各安置两个秤盘，通过秤盘、浸水盘、集水盘的共同使用下，通过已知重物重量＝将重物脱离水面的砝码重量+集水盘中溢出水重量的再平衡实验原理，验证了浮力公式的参数和大小以及浮力的方向是与重力反方向的特征，教学效果清晰明了。
Description
技术领域
本发明涉及物理实验仪器领域，尤其涉及一种浮力演示仪。
背景技术
物理课程教学中，浮力现象是物理课程的重点内容，液体浮力产生的原因以及影响浮力的因素，并在此基础上反应的浮力计算公式都是教学的难点。浮力大小与物体所排开液体的体积及液体的密度相关，无物体所在的深度是无关的，液体密度不变时，物体排开液体的体积越大，浮力越大；当物体排开的液体体积不变时，液体密度越大，浮力越大；当液体密度和排开液体体积的乘积越大，浮力越大。上述的知识点需要一个比较简单易操作的实验仪器得以反应，是现有教师迫切需要解决的问题。
现有的浮力演示，普遍采用水池及类似空心浮力球的装置，通过对空心浮力球注水并出气，实现空心浮力球在水池中的位置，这方面的应用有公开号为202996135U和203759945U的中国专利所公开。这种实验仪最大的缺点就在于不能量化影响浮力的参数值，以至于浮力大小不能在实验中被测量并验证。只是通过可视的浮动解释浮力的大小，教学效果差
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术问题，设计一种能够量化并验证浮力值的浮力演示仪。
本实用新型的技术方案是：一种浮力演示仪，包括底座、安装在底座上的支架，支架上连接有平衡臂，平衡臂中间位置安装有与平衡臂垂直的指针，指针指向支架上的标尺；平衡臂的两端对称位置分别安装有托盘架，托盘架以平衡臂为中心对称轴的两端有秤盘架，秤盘架上有秤盘；其中一个秤盘下方有浸水槽，浸水槽下方有集水槽；平衡臂上安装有刻度尺，刻度尺上有游码。使用时，当浸水盘上方的秤盘放置已知重量的重物，该秤盘浸入盛满水的浸水盘中直至稳定，浸水盘中的水溢出到下方的集水盘中，再平衡臂的另一侧秤盘上添置砝码，直到浸水盘中的秤盘刚好脱离水面后，将集水盘中的水倒入与添置砝码的秤盘所在托盘架上的另一个秤盘中，可以观察到指针指向支架上的标尺的中心，实现平衡臂的平衡，验证了浮力公式的参数和大小以及浮力的方向是与重力反方向的特征。
作为一种优选，秤盘架是圆环架，秤盘架上的秤盘的盘口有直径大于圆环架的支撑圈。该设计的好处是，实现秤盘与秤盘架的快速分离，且秤盘底部无其他影响浮力的支撑物体
作为一种优选，浸水槽和集水槽都有水量刻度线。该设计能够更加方便的读取水的体积及相应的重量。
作为一种优选，平衡臂两端对称位置的托盘架下端有拉杆，所述的拉杆深入所述的底座中，并通过拉条连接在一起。该设计更好的实现天平的平衡状态。
作为一种优选，平衡臂两端对称位置的托盘架下端有拉杆上有制动旋钮，用于限制托盘架的下降位移。该设计更好的保证了托盘架下降的位移不会大于浸水盘的深度，保证实验效果的稳定性。
作为一种优选，平衡臂的一端安装有平衡调节螺母。
综上所述，本实用新型的有益效果是：
利用传统天平称量物品的功能，将浮力演示应用其中，对天平做出了本领域技术人易想不到的变化：在平衡臂的两端各安置两个秤盘，通过秤盘、浸水盘、集水盘的共同使用下，通过已知重物重量＝将重物脱离水面的砝码重量+集水盘中溢出水重量的再平衡实验原理，验证了浮力公式的参数和大小以及浮力的方向是与重力反方向的特征，教学效果清晰明了。
附图说明
图1为本实用新型的实施例示意图；
具体实施方式
如图1所示：一种浮力演示仪，包括底座1、安装在底座1上的支架2，支架2上连接有平衡臂3，平衡臂3中间位置安装有与平衡臂3垂直的指针7，指针7指向支架2上的标尺6；当指针7指向标尺6的中心位置时，表示平衡臂两侧重量相等。平衡臂3的两端对称位置分别安装有托盘架31，托盘架31以平衡臂3为中心对称轴的两端有秤盘架32，秤盘架32上有秤盘10、11、12、13；秤盘架32是圆环架，秤盘架上的秤盘的盘口有直径大于圆环架的支撑圈。该设计的好处是，实现秤盘与秤盘架的快速分离，且秤盘底部无其他影响浮力的支撑物体。其中一个秤盘12下方有浸水槽20，浸水槽20被置空架8架起悬空，浸水槽20下方有集水槽21；平衡臂3上安装有刻度尺4，刻度尺4上有游码5，平衡臂3一端安装的平衡调节螺母9。
使用时，当浸水盘20上方的秤盘12放置已知重量的重物，该秤盘12浸入盛满水的浸水盘20中直至稳定，浸水盘20中的水溢出到下方的集水盘21中，由于浸水槽20和集水槽21都有水量刻度线。该设计能够更加方便的读取水的体积及相应的重量。之后，在平衡臂3的另一侧秤盘10里添置砝码，直到浸水盘20中的秤盘12刚好脱离水面后，将集水盘21中的水倒入与添置砝码的秤盘10所在托盘架31上的另一个秤盘11中，配合平衡臂一端安装的平衡调节螺母以及刻度尺上的游码。可以观察到指针指向支架上的标尺的中心，实现平衡臂的再平衡，即：已知重物重量＝将重物脱离水面的砝码重量+集水盘中溢出水重量。从而验证了浮力公式的参数和大小以及浮力的方向是与重力反方向的特征。
该实施例中，平衡臂两端对称位置的托盘架下端有拉杆33，所述的拉杆深入所述的底座中，并通过拉条连接在一起。具体连接方式可以参见普通的托盘天平的安装手册，该设计能更好的实现天平的平衡状态。平衡臂两端对称位置的托盘架下端有拉杆33上有制动旋钮34，制动旋钮34可在拉杆上旋转移动，即制动旋钮34不能通过底座1中的通孔，用于限制托盘架31的下降位移。该设计更好的保证了托盘架31下降的位移不会大于浸水盘20的深度，保证实验效果的稳定性。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (6)
1.一种浮力演示仪，其特征在于：包括底座、安装在底座上的支架，支架上连接有平衡臂，所述的平衡臂中间位置安装有与平衡臂垂直的指针，所述的指针指向支架上的标尺；所述的平衡臂的两端对称位置分别安装有托盘架，所述的托盘架以平衡臂为中心对称轴的两端有秤盘架，所述的秤盘架上有秤盘；其中一个秤盘下方有浸水槽，所述的浸水槽下方有集水槽；所述的平衡臂上安装有刻度尺，所述的刻度尺上有游码。
2.根据权利要求1所述的一种浮力演示仪，其特征在于：所述的秤盘架是圆环架，所述秤盘架上的秤盘的盘口有直径大于圆环架的支撑圈。
3.根据权利要求1所述的一种浮力演示仪，其特征在于：所述的浸水槽和集水槽都有水量刻度线。
4.根据权利要求1所述的一种浮力演示仪，其特征在于：所述平衡臂两端对称位置的托盘架下端有拉杆，所述的拉杆深入所述的底座中，并通过拉条连接在一起。
5.根据权利要求1或4所述的一种浮力演示仪，其特征在于：所述平衡臂两端对称位置的托盘架下端有拉杆上有制动旋钮，用于限制托盘架的下降位移。
6.根据权利要求1所述的一种浮力演示仪，其特征在于：所述平衡臂的一端安装有平衡调节螺母。
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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Family
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| CN201520116871.XU Expired - Fee Related CN204516180U (zh) | 2015-02-26 | 2015-02-26 | 一种浮力演示仪 |
Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106057034A (zh) * | 2016-08-25 | 2016-10-26 | 董亚伦 | 浮力教学演示结构 |
| CN110942701A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-03-31 | 贠德红 | 一种小学科学浮力测量实验装置 |
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2015
- 2015-02-26 CN CN201520116871.XU patent/CN204516180U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN106057034B (zh) * | 2016-08-25 | 2019-06-14 | 南京牧信科技有限公司 | 浮力教学演示结构 |
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