CN209312297U - 液体压强教学演示教具 - Google Patents

Abstract

液体压强教学演示教具，涉及物理教学技术领域，特别涉及一种液体压强教学演示教具。包括液体容器和压强测量器，其特征在于，液体容器包括A液体容器和B液体容器，A液体容器和B液体容器由隔板隔开，A液体容器和B液体容器内盛有的液体密度不同；A液体容器和B液体容器的同一水平位置分别安装A液体容器阀门和B液体容器阀门；B液体容器的竖直位置分别安装有B液体容器阀门Ⅰ、B液体容器阀门Ⅱ；B液体容器的侧面还安装有B液体容器阀门Ⅲ；A液体容器阀门、B液体容器阀门、B液体容器阀门Ⅰ、B液体容器阀门Ⅱ、B液体容器阀门Ⅲ均与压强测量器相适配。本实用新型具有能向学生演示液体压强公式如何得出的积极效果。

Description

液体压强教学演示教具

技术领域

本实用新型涉及物理教学技术领域，特别涉及一种液体压强教学演示教具。

背景技术

液体压强是物理学科中一个重要的概念，液体的压强等于密度、深度和重力常数之积。在实际教学过程中，为了更好地向学生讲解压强的相关知识，老师需要借助液体压强装置来讲解。传统的教学方法是利用液体压强计，通过U型管的液面高度差来讲解的。其研究液体压强大小时，采用假象液柱，利用公式P=F/S推导得出P=ρgh，这种方法比较抽象，学生学完之后，会有一部分学生误认为P=ρgh是建立在P=F/S的基础上。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种液体压强教学演示教具，以达到向学生演示液体压强公式如何得出的目的。

本实用新型所提供的液体压强教学演示教具，包括液体容器和压强测量器，其特征在于，所述液体容器包括A液体容器和B液体容器，A液体容器和B液体容器由隔板隔开，A液体容器和B液体容器内盛有的液体密度不同；所述A液体容器和B液体容器的同一水平位置分别安装A液体容器阀门和B液体容器阀门；所述B液体容器的竖直位置分别安装有B液体容器阀门Ⅰ、B液体容器阀门Ⅱ，B液体容器阀门Ⅰ、B液体容器阀门Ⅱ与B液体容器阀门处于同一竖直方位；所述B液体容器的侧面还安装有B液体容器阀门Ⅲ，B液体容器阀门Ⅲ与B液体容器阀门处于同一水平方位；所述A液体容器阀门、B液体容器阀门、B液体容器阀门Ⅰ、B液体容器阀门Ⅱ、B液体容器阀门Ⅲ均与压强测量器相适配。

进一步，所述A液体容器内盛有的液体为盐水，B液体容器内盛有的液体为纯水。

进一步，所述压强测量器为扩散硅数显传感器。

进一步，所述液体容器的表面设置有刻度。

本实用新型所提供的液体压强教学演示教具，B液体容器阀门Ⅰ、B液体容器阀门Ⅱ与B液体容器阀门处于同一竖直方位，通过压强测量器测得B液体不同的深度，B液体的压强不同，可得知同一液体，液体的压强和液体的深度成正比。A液体容器和B液体容器的同一水平位置分别安装A液体容器阀门和B液体容器阀门，通过压强测量器测得A液体和B液体虽在相同的深度，但是A液体和B液体的压强不同，可得知同一深度，液体的压强和液体的密度成正比。B液体容器阀门Ⅲ与B液体容器阀门处于同一水平方位，通过压强测量器测得B液体在相同的深度，不同的方向，B液体的压强相同，可得知同一深度，不同的方向的液体压强相同。根据g=10N/Kg，可得P/（ρh）=g，即可得液体的压强公式P=ρgh。因此，本实用新型通过向学生演示液体压强，让学生亲身体验控制变量法，由定性分析变成定量分析，实验得出液体压强公式P=ρgh，培养了学生逻辑思维能力和分析问题的能力；同时使学生不再认为液体压强P=ρgh是由P=F/S推导得出，从而区分压强的两个公式，具有能向学生演示液体压强公式如何得出的积极效果。

附图说明

附图部分公开了本实用新型具体实施例，其中，

图1，本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所提供的液体压强教学演示教具，包括液体容器1和压强测量器2，液体容器1包括A液体容器11和B液体容器12，A液体容器11和B液体容器12由隔板13隔开，A液体容器11和B液体容器12内盛有的液体密度不同；A液体容器11和B液体容器12的同一水平位置分别安装A液体容器阀门30和B液体容器阀门31；B液体容器12的竖直位置分别安装有B液体容器阀门Ⅰ32、B液体容器阀门Ⅱ33，B液体容器阀门Ⅰ32、B液体容器阀门Ⅱ33与B液体容器阀门31处于同一竖直方位；B液体容器12的侧面还安装有B液体容器阀门Ⅲ34，B液体容器阀门Ⅲ34与B液体容器阀门31处于同一水平方位；A液体容器阀门30、B液体容器阀门31、B液体容器阀门Ⅰ32、B液体容器阀门Ⅱ33、B液体容器阀门Ⅲ34均与压强测量器2相适配。

本实用新型在使用时，首先在B液体容器12内盛入纯水，纯水密度为1×10³kg/m³，纯水的液面位于0cm处，纯水的深度达到30cm以上，并且使B液体容器阀门Ⅱ33位于纯水上液面-10cm处，B液体容器阀门Ⅰ32位于纯水上液面-20cm处，B液体容器阀门31位于纯水上液面-30cm处。关闭B液体容器阀门Ⅲ34、B液体容器阀门Ⅰ32、B液体容器阀门31，压强测量器2的一端连接B液体容器阀门Ⅱ33，压强测量器2的另一端接通外接电源5，打开B液体容器阀门Ⅱ33，启动压强测量器2，测得B液体容器阀门Ⅱ33处的液体压强，即测得B液体在深度10cm处的液体压强。关闭B液体容器阀门Ⅲ34、B液体容器阀门Ⅱ33、B液体容器阀门31，压强测量器2的一端连接B液体容器阀门Ⅰ32，压强测量器2的另一端接通外接电源5，打开B液体容器阀门Ⅰ32，启动压强测量器2，测得B液体容器阀门Ⅰ32处的液体压强，即测得B液体在深度20cm处的液体压强。关闭B液体容器阀门Ⅲ34、B液体容器阀门Ⅱ33、B液体容器阀门Ⅰ32，压强测量器2的一端连接B液体容器阀门31，压强测量器2的另一端接通外接电源5，打开B液体容器阀门31，启动压强测量器2，测得B液体容器阀门31处的液体压强，即测得B液体在深度30cm处的液体压强。B液体容器阀门Ⅱ33、B液体容器阀门Ⅰ32、B液体容器阀门31处的液体压强，具体测量数值如表1所示。

表1 同一液体，不同深度的液体压强值

测量位置	物质	液体的深度(cm)	液体的压强(kPa)
				B液体容器阀门Ⅱ33	纯水	10	1.0
B液体容器阀门Ⅰ32	纯水	20	1.99≈2.0
				B液体容器阀门31	纯水	30	2.97≈3.0

其中ρ_水=1×10³kg/m³。

由表1可得知，同一液体，液体的压强和液体的深度成正比。

然后，将B液体容器12内的纯水倒掉，重新加入新的纯水，纯水密度为1×10³kg/m³，纯水的液面位于-20cm处，纯水的深度达到10cm以上，并且使B液体容器阀门31距离纯水上液面-10cm处。在A液体容器11内盛入盐水，盐水密度为1.2×10³kg/m³，盐水的液面位于-20cm处，盐水的深度达到10cm以上，并且使A液体容器阀门30距离盐水上液面-10cm处。关闭B液体容器阀门Ⅲ34、B液体容器阀门Ⅰ32、B液体容器阀门31，压强测量器2的一端连接A液体容器阀门30，压强测量器2的另一端接通外接电源5，打开A液体容器阀门30，启动压强测量器2，测得A液体容器阀门30处的液体压强，即测得A液体在深度10cm处的液体压强。关闭B液体容器阀门Ⅲ34、B液体容器阀门Ⅰ32、A液体容器阀门30，压强测量器2的一端连接B液体容器阀门31，压强测量器2的另一端接通外接电源5，打开B液体容器阀门31，启动压强测量器2，测得B液体容器阀门31的液体压强，即测得B液体在深度10cm处的液体压强。A液体容器阀门30、B液体容器阀门31处的液体压强，具体测量数值如表2所示。

表2 不同液体，相同深度的液体压强值

测量位置	物质	液体的密度(kg/m<sup>3</sup>)	液体的压强(kPa)
				A液体容器阀门30	盐水	1.2×10<sup>3</sup>	1.2
B液体容器阀门31	纯水	1.0×10<sup>3</sup>	1.0

其中液体深度h=10cm。

由表2可得知，同一深度，液体的压强和液体的密度成正比。

最后，将B液体容器12内的纯水倒掉，重新加入新的纯水，纯水密度为1×10³kg/m³，纯水的液面位于-20cm处，纯水的深度达到10cm以上，并且使B液体容器阀门31、B液体容器阀门Ⅲ34距离纯水上液面-10cm处。关闭B液体容器阀门31、B液体容器阀门Ⅰ32，压强测量器2的一端连接B液体容器阀门Ⅲ34，压强测量器2的另一端接通外接电源5，打开B液体容器阀门Ⅲ34，启动压强测量器2，测得B液体容器阀门Ⅲ34的液体压强。关闭B液体容器阀门Ⅲ34、B液体容器阀门Ⅰ32，压强测量器2的一端连接B液体容器阀门31，压强测量器2的另一端接通外接电源5，打开B液体容器阀门31，启动压强测量器2，测得B液体容器阀门31的液体压强。B液体容器阀门31、B液体容器阀门Ⅲ34处的液体压强，具体测量数值如表3所示。

表3 同一液体，相同深度的液体压强值

测量位置	物质	液体的密度(kg/m<sup>3</sup>)	液体的压强(kPa)
				B液体容器阀门31	纯水	1.0×10<sup>3</sup>	1.0
B液体容器阀门Ⅲ34	纯水	1.0×10<sup>3</sup>	1.0

其中液体深度h=10cm，ρ_水=1×10³kg/m³。

由表3可得知，同一液体，在同一深度，不同的方向的液体压强相同。

根据g=10N/Kg，可得P/（ρh）=g，即可得液体的压强公式P=ρgh。

本实用新型所提供的液体压强教学演示教具，通过向学生演示液体压强，让学生亲身体验控制变量法，由定性分析变成定量分析，实验得出液体压强公式P=ρgh，培养了学生逻辑思维能力和分析问题的能力，使学生不再认为液体压强P=ρgh是由P=F/S推导得出，从而区分压强的两个公式。

上述的压强测量器2为扩散硅数显传感器，又称压力变送器，产品型号为HALO-XQ-WG，测量范围为-100kPa～100MPa，测量精度为0.2%FS，输出信号为4～20MA，过载能力为250%FS。

上述的液体容器1的表面设置有刻度4。刻度4为0、-10、-20、-30，可以表示液体不同的深度。

上述的A液体容器阀门30、B液体容器阀门31、B液体容器阀门Ⅰ32、B液体容器阀门Ⅱ33、B液体容器阀门Ⅲ34的结构为现有技术，打开A液体容器阀门30、B液体容器阀门31、B液体容器阀门Ⅰ32、B液体容器阀门Ⅱ33、B液体容器阀门Ⅲ34，可使A液体容器阀门30、B液体容器阀门31、B液体容器阀门Ⅰ32、B液体容器阀门Ⅱ33、B液体容器阀门Ⅲ34与压强测量器2连接，进而可以测量其液体压强。关闭A液体容器阀门30、B液体容器阀门31、B液体容器阀门Ⅰ32、B液体容器阀门Ⅱ33、B液体容器阀门Ⅲ34，纯水或盐水密封在液体容器1内，不会流出。

Claims (4)

1.一种液体压强教学演示教具，包括液体容器（1）和压强测量器（2），其特征在于，所述液体容器（1）包括A液体容器（11）和B液体容器（12），A液体容器（11）和B液体容器（12）由隔板（13）隔开，A液体容器（11）和B液体容器（12）内盛有的液体密度不同；所述A液体容器（11）和B液体容器（12）的同一水平位置分别安装A液体容器阀门（30）和B液体容器阀门（31）；所述B液体容器（12）的竖直位置分别安装有B液体容器阀门Ⅰ（32）、B液体容器阀门Ⅱ（33），B液体容器阀门Ⅰ（32）、B液体容器阀门Ⅱ（33）与B液体容器阀门（31）处于同一竖直方位；所述B液体容器（12）的侧面还安装有B液体容器阀门Ⅲ（34），B液体容器阀门Ⅲ（34）与B液体容器阀门（31）处于同一水平方位；所述A液体容器阀门（30）、B液体容器阀门（31）、B液体容器阀门Ⅰ（32）、B液体容器阀门Ⅱ（33）、B液体容器阀门Ⅲ（34）均与压强测量器（2）相适配。

2.根据权利要求1所述的液体压强教学演示教具，其特征在于，所述A液体容器（11）内盛有的液体为盐水，B液体容器（12）内盛有的液体为纯水。

3.根据权利要求1所述的液体压强教学演示教具，其特征在于，所述压强测量器（2）为扩散硅数显传感器。

4.根据权利要求1所述的液体压强教学演示教具，其特征在于，所述液体容器（1）的表面设置有刻度（4）。