CN206003403U - 一种浮力与压强综合实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种浮力与压强综合实验装置，包括：铁架台(2)的台面上放置水盆(3)，铁架台(2)的立柱下面固定外筒(6)，铁架台(2)的立柱上面固定水斗(11)，水斗(11)下面通过胶管(9)和外筒(6)的底部相连通；横板(8)置于活塞(7)的顶部，两端通过拉线(5)悬挂物块(4)；活塞(7)为内部中空的圆柱体，装在外筒(6)的内部，和外筒(6)为配合连接，当由水斗(11)向外筒(6)内注入水等液体时，活塞(7)将液体封闭而不会泄露，并在液体压力改变时向上或向下移动；物块(4)为长方体，密度略大于水。本实验装置应用于中学物理教学中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种物理实验装置，尤其涉及一种浮力与压强综合实验装置。
背景技术
浮力和液体压强是一对相关的物理概念，有液体压强差就必定有浮力产生，当然有浮力就必定会涉及液体压强的相关计算。物体在液体中所受的浮力就是物体在液体中受到的向上的压力与向下的压力之差，可见浮力产生的根源还是来源于液体压力的。但是，压强的作用有多大，和哪些因素有关，物理教材中虽然介绍了帕斯卡桶裂实验，但因其难以实现，效果不佳，特别是涉及浮力和液体压强相对关系还未有合适的实验来验证。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种浮力与压强综合实验装置，应用于中学物理教学中。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种浮力与压强综合实验装置如图1所示，包括：标尺1、铁架台2、水盆3、物块4、拉线5、外筒6、活塞7、横板8、胶管9、胶管夹10、水斗11。
所述的铁架台2的台面上放置水盆3，铁架台2的立柱下面固定外筒6，铁架台2的立柱上面固定水斗11，水斗11下面通过胶管9和外筒6的底部相连通。
所述的活塞7为内部中空的圆柱体，装在外筒6的内部，和外筒6为配合连接，当由水斗11向外筒6内注入水等液体时，活塞7将液体封闭而不会泄露，并在液体压力改变时向上或向下移动。
所述的横板8置于活塞7的顶部，两端通过拉线5悬挂物块4。
所述的物块4为长方体，密度略大于水，放在水盆3内自然沉入水盆3的底部。
所述的标尺1立于铁架台2的立柱旁，用以监测胶管9中液体的高度。
所述的胶管9为内径为4-5mm的软胶管，胶管9上端在靠近水斗11的下部设置有胶管夹10。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种浮力与压强综合实验装置结构示意图。
图中：1、标尺，2、铁架台，3、水盆，4、物块，5、拉线，6、外筒，7、活塞，8、横板，9、胶管，10、胶管夹，11、水斗。
具体实施方式
本实用新型的一种浮力与压强综合实验装置，其较佳的具体实施方式如图1所示。
本实施方案中所用液体为水。
1、调整装置至实验状态
将胶管9的一端接在水斗11的下部固定好，另一端放在水盆3内，打开胶管夹10，然后向水斗11内注入水，水顺着胶管9流入后，胶管9内空气被逐渐排出，待水从胶管9的下端流出后，胶管9内空气被全部排出，立即用胶管夹10将胶管9夹紧，水不再流动被保持在胶管9内，然后将胶管9下端和外筒6相连接，此时活塞7应位于外筒6的底部，以防止有空气在外，6内存留，即保证活塞7的底部与外筒6、胶管9内部空间只存在液体而不能存有任何气体。
2、实验过程
打开胶管夹10并继续向水斗11内加水，则水不断流向外筒6内，可以看见活塞7逐渐上升，则置于活塞7上部的横板8通过拉线5拉动物块4在水盆3内徐徐升起。
3、实验内容
物块4受到的作用力有三个，一是物块4的重力G，二是水对物块4产生的浮力Ff，三是拉线5对物块4的向上拉力FL，三者的平衡条件决定了物块4的沉浮。
(1)根据物块4的体积V可以计算出物块所受到的浮力Ff＝ρgV，其中ρ为水的密度，g为重力加速度。
(2)计算压强P＝ρgh
改变水斗11中的水位与活塞7底部的高度差h则液体压强明显改变，即活塞明显上下移动。
(3)估算物块4受到的拉力FL
测出活塞7的底面积S，测出水斗11中的水位与活塞7底部的高度差h，则根据FL＝ρghS即可计算出FL。其ρ中为水的密度，g为重力加速度。
(4)改变高度差h可以看到：
FL+Ff＞G时物块4向上升起到水面；
FL+Ff＞G时物块4向上沉落到水底；
FL+Ff＝G理论上处于悬浮状态。
FL反应的是液体的压强，Ff是物块4所受到的浮力，共同作用决定了物块4的沉浮。
利用本装置，将水斗11及胶管9中的水改为盐水，则相同的高度差h时，水对活塞7底部的压强增大，即拉线5对物块4的向上拉力FL增大，活塞向上移动。
以上现象均说明，物块4受到的拉力FL取决于作用在活塞7的底部液体压强，而这个压强的大小只和液体的深度即高度差h及液体的密度ρ有关。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种浮力与压强综合实验装置，其特征是，包括：标尺(1)、铁架台(2)、水盆(3)、物块(4)、拉线(5)、外筒(6)、活塞(7)、横板(8)、胶管(9)、胶管夹(10)、水斗(11)；
铁架台(2)的台面上放置水盆(3)，铁架台(2)的立柱下面固定外筒(6)，铁架台(2)的立柱上面固定水斗(11)，水斗(11)下面通过胶管(9)和外筒(6)的底部相连通；
所述的横板(8)置于活塞(7)的顶部，两端通过拉线(5)悬挂物块(4)。
2.根据权利要求1所述的一种浮力与压强综合实验装置，其特征在于，所述的活塞(7)为内部中空的圆柱体，装在外筒(6)的内部，和外筒(6)为配合连接，当由水斗(11)向外筒(6)内注入液体时，活塞(7)将液体封闭而不会泄露，并在液体压力改变时向上或向下移动。
3.根据权利要求1所述的一种浮力与压强综合实验装置，其特征在于，所述的物块(4)为长方体，密度略大于水，放在水盆(3)内自然沉入水盆(3)的底部。
4.根据权利要求1所述的一种浮力与压强综合实验装置，其特征在于，所述的标尺(1)立于铁架台(2)的立柱旁。
5.根据权利要求1所述的一种浮力与压强综合实验装置，其特征在于，所述的胶管(9)为内径4-5mm的软胶管，胶管(9)上端在靠近水斗(11)的下部设置有胶管夹(10)。
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