CN208848454U - 阿基米德定律演示装置 - Google Patents

Abstract

一种阿基米德定律演示装置，涉及教学仪器设备技术领域，该阿基米德定律演示装置包括铁架台、第一弹簧测力计、重物、盛水容器、第一定滑轮、第二定滑轮、柔索、第二弹簧测力计和轻质塑料袋，盛水容器的侧壁上开设有溢水孔，第一定滑轮位于第一弹簧测力计的下方，第二定滑轮位于第一定滑轮的上方，第一定滑轮和第二定滑轮均连接在铁架台上，柔索向下绕过第一定滑轮后再向上绕过第二定滑轮，柔索的首端竖直连接在第一弹簧测力计上，柔索的末端吊挂第二弹簧测力计，第二弹簧测力计上吊挂轻质塑料袋，盛水容器的外侧连接一导流管，导流管的下部插入轻质塑料袋中。本实用新型采用一体化结构，能够直观流畅的演示浮力原理实验且操作简便。

Description

阿基米德定律演示装置

技术领域

本实用新型涉及教学仪器设备技术领域，尤其指一种阿基米德定律演示装置。

背景技术

阿基米德定律中揭示了“在浸入静止流体中的重物受到一个浮力，此浮力的大小等于该重物所排开的流体重量”这样一个定律，该定律是初中物理教学中非常重要的一个知识点。在日常教学中，教师为了使学生充分理解阿基米德定律的原理，通常使用阿基米德定律演示装置进行阐释。传统的阿基米德定律演示装置包括铁架台、弹簧测力计、重物、带溢水孔的盛水容器、水杯和称重仪，弹簧测力计吊设在铁架台上，重物悬吊在弹簧测力计上，盛水容器放置在重物的下方台面上，水杯则放置在盛水容器的溢水孔旁，称重仪用于测量水杯中水的重量。

教师在用上述装置进行课堂演示实验时，需要先使用弹簧测力计将重物浸入盛水容器中直至处于漂浮状态，并将溢出的水用水杯接住，此时弹簧测力计指示数值变小，教师带领学生先记下弹簧测力计指示数值变化量，再称出水杯中水的质量，然后计算溢出水的重力大小，最后将溢出水的重力与弹簧测力计指示数值变化量比对，得出“重物所受浮力大小等于其所排开液体的重力”的结论。从上述分析不难看出，目前的阿基米德定律演示装置采用分体结构，需要进行分步操作，使得整个实验过程不够流畅，不便于比较实验数据，且对浮力原理揭示的不够直观。

实用新型内容

本实用新型所提供的一种阿基米德定律演示装置，它采用一体化结构，能够直观流畅的演示浮力原理实验且操作简便。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种阿基米德定律演示装置，包括铁架台、吊设在铁架台上的第一弹簧测力计、悬挂在第一弹簧测力计上的重物以及放置在重物下方的盛水容器，所述盛水容器的侧壁上开设有溢水孔，该还包括第一定滑轮、第二定滑轮、柔索、第二弹簧测力计和轻质塑料袋，所述第一定滑轮位于第一弹簧测力计的下方，所述第二定滑轮位于第一定滑轮的上方，所述第一定滑轮和第二定滑轮均连接在铁架台上，所述柔索向下绕过第一定滑轮后再向上绕过第二定滑轮，所述柔索的首端竖直连接在第一弹簧测力计上，所述柔索的末端吊挂第二弹簧测力计，所述第二弹簧测力计上吊挂轻质塑料袋，所述盛水容器的外侧连接一与其溢水孔相连通的向下倾斜设置的导流管，所述导流管的下部插入轻质塑料袋中。

进一步地，所述铁架台包括立杆、横杆以及承托台，所述立杆的上部与横杆连接，所述立杆的下部与承托台连接，所述横杆上固定有挂环、第一支杆和第二支杆，所述第一弹簧测力计吊设在挂环上，所述第一定滑轮安装在第一支杆末端，所述第二定滑轮安装在第二支杆末端，所述盛水容器放置在承托台上，所述横杆的高度上下可调。

更进一步地，所述柔索为绳子。

更进一步地，所述轻质塑料袋采用PVC塑料袋，所述PVC塑料袋上开设有供导流管插入的插管口，所述插管口的边缘采用铁皮包边。

更进一步地，所述盛水容器采用无色透明的容器。

本实用新型所涉的阿基米德定律演示装置在使用时，先往盛水容器中装水，使得水位液面与溢水孔平齐，在重物浸入水的过程中（可以通过逐渐垫高盛水容器来让重物慢慢浸入水中），水从溢水孔排出至轻质塑料袋中，前述轻质塑料袋钩吊在第二弹簧测力计下端，随着排至轻质塑料袋中的水逐渐增多，第二弹簧测力计指示数值逐渐增大，由于第二弹簧测力计又经第一定滑轮和第二定滑轮钩吊在第一弹簧测力计下端，演示过程中，第一弹簧测力计指示数值保持不变，通过第一弹簧测力计的受力分析可知，在重物浸入液体的过程中，变力有：1、重物所受向上的浮力；2、轻质塑料袋中水向下的重力。由于第一弹簧测力计指示数值保持不变，说明重物所受向上的浮力值等于轻质塑料袋中水向下的重力值，即验证了“在浸入静止流体中的重物受到一个浮力，此浮力的大小等于该重物所排开的流体重量”。此外，通过观察重物浸入液体过程中第二弹簧测力计指示数值变化即可得知此过程中重物所受浮力大小及变化情况。

与现有技术相比，本实用新型所涉的阿基米德定律演示装置采用一体化的结构，整个实验过程不需要进行分步操作，非常简便，过程流畅，学生可直接观察重物在浸入液体过程中所受浮力的大小及变化情况。

附图说明

图1为本实用新型中的阿基米德定律演示装置的整体结构示意图。

图中：

1——第一弹簧测力计 2——重物 3——盛水容器

4——第一定滑轮 5——第二定滑轮 6——柔索

7——第二弹簧测力计 8——轻质塑料袋 9——导流管

10——立杆 11——横杆 12——承托台。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。

如图1所示，一种阿基米德定律演示装置，包括铁架台、吊设在铁架台上的第一弹簧测力计1、悬挂在第一弹簧测力计1上的重物2以及放置在重物2下方的盛水容器3，盛水容器3的侧壁上开设有溢水孔，该阿基米德定律演示装置还包括第一定滑轮4、第二定滑轮5、柔索6、第二弹簧测力计7和轻质塑料袋8，第一定滑轮4位于第一弹簧测力计1的下方，第二定滑轮5位于第一定滑轮4的上方，第一定滑轮4和第二定滑轮5均连接在铁架台上，柔索6向下绕过第一定滑轮4后再向上绕过第二定滑轮5，柔索6的首端竖直连接在第一弹簧测力计1上，柔索6的末端吊挂第二弹簧测力计7，第二弹簧测力计7上吊挂轻质塑料袋8，盛水容器3的外侧连接一与其溢水孔相连通的向下倾斜设置的导流管9，导流管9的下部插入轻质塑料袋8中。

进一步地，铁架台包括立杆10、横杆11以及承托台12，立杆10的上部与横杆11连接，立杆10的下部与承托台12连接，横杆11上固定有挂环、第一支杆和第二支杆，第一弹簧测力计1吊设在挂环上，第一定滑轮4安装在第一支杆末端，第二定滑轮5安装在第二支杆末端，盛水容器3放置在承托台12上，横杆11的高度上下可调，更具体的，如图1所示，横杆11的一端连接一卡箍，该卡箍的口径通过其自身的螺栓进行调节，横杆11则通过该卡箍安装在立杆10的上部，当需要调节横杆11的高度时，拧松卡箍上的螺栓，将横杆11调至所需高度，再拧紧卡箍上的螺栓。

具体的，柔索6为绳子。

在本装置中，相对其他部件，轻质塑料袋8的使用寿命较短，而为了保证轻质塑料袋8也具有较长的使用寿命，此处，轻质塑料袋8采用PVC塑料袋，此种PVC塑料袋不容易破损，PVC塑料袋上开设有供导流管9插入的插管口，插管口的边缘采用铁皮包边，该包边的铁皮可以很好的防止插管口发生破损，也便于导流管9的插入。

为了便于观察盛水容器3中液体液位的变化，帮助学生观察实验现象，盛水容器3采用无色透明的容器。

上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本实用新型相对于现有技术的改进之处，本实用新型的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本实用新型的内容。

Claims (5)

1.阿基米德定律演示装置，包括铁架台、吊设在铁架台上的第一弹簧测力计（1）、悬挂在第一弹簧测力计（1）上的重物（2）以及放置在重物（2）下方的盛水容器（3），所述盛水容器（3）的侧壁上开设有溢水孔，其特征在于：还包括第一定滑轮（4）、第二定滑轮（5）、柔索（6）、第二弹簧测力计（7）和轻质塑料袋（8），所述第一定滑轮（4）位于第一弹簧测力计（1）的下方，所述第二定滑轮（5）位于第一定滑轮（4）的上方，所述第一定滑轮（4）和第二定滑轮（5）均连接在铁架台上，所述柔索（6）向下绕过第一定滑轮（4）后再向上绕过第二定滑轮（5），所述柔索（6）的首端竖直连接在第一弹簧测力计（1）上，所述柔索（6）的末端吊挂第二弹簧测力计（7），所述第二弹簧测力计（7）上吊挂轻质塑料袋（8），所述盛水容器（3）的外侧连接一与其溢水孔相连通的向下倾斜设置的导流管（9），所述导流管（9）的下部插入轻质塑料袋（8）中。

2.根据权利要求1所述的阿基米德定律演示装置，其特征在于：所述铁架台包括立杆（10）、横杆（11）以及承托台（12），所述立杆（10）的上部与横杆（11）连接，所述立杆（10）的下部与承托台（12）连接，所述横杆（11）上固定有挂环、第一支杆和第二支杆，所述第一弹簧测力计（1）吊设在挂环上，所述第一定滑轮（4）安装在第一支杆末端，所述第二定滑轮（5）安装在第二支杆末端，所述盛水容器（3）放置在承托台（12）上，所述横杆（11）的高度上下可调。

3.根据权利要求2所述的阿基米德定律演示装置，其特征在于：所述柔索（6）为绳子。

4.根据权利要求1所述的阿基米德定律演示装置，其特征在于：所述轻质塑料袋（8）采用PVC塑料袋，所述PVC塑料袋上开设有供导流管（9）插入的插管口，所述插管口的边缘采用铁皮或塑料包边。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的阿基米德定律演示装置，其特征在于：所述盛水容器（3）为无色透明容器。