CN216211788U - 一种浮力、压强综合演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于初中物理教具领域，具体涉及一种浮力、压强综合演示装置。包括一个透明的水槽，所述水槽内设置有隔板，所述隔板将所述水槽分隔成若干个空腔，并且这些空腔是互相连通的。所述水槽的一面侧壁上自上至下开设若干个同等大小的通孔，所述通孔上设置有橡皮塞。还包括辅助器件。本实用新型能演示分多种关于浮力压强的实验现象，一器多用，提高装置的利用率，提高了教学效果。既是探究浮力产生原因、连通器、液体压强与深度关系等实验的主要实验装置，又是部分实验的水槽。整个实验过程可视度高，提高了学生观察的清晰度。

Description

一种浮力、压强综合演示装置

技术领域

本实用新型属于初中物理教具领域，具体涉及一种浮力、压强综合演示装置。

背景技术

随着新课程的改革,要改革传统的实验设计理念,通过全新的实验教学,提高学生的观察能力,探究能力和创新意识。这就要求我们充分利用身边的物体,巧妙的设计实验,提高学生的学习兴趣。物理课程理念要求我们：“面向学生，提高学生科学素养；教学要贴近学生生活，激发学生的学习兴趣；要提倡多样化的教学方式，注重科学探究，让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养其创新精神和实践能力。”这就需要我们在教学中不断的更新实验装置尽量运用实验与理论相结合的教学。

实用新型内容

为了提高实验装置的利用率，减少教师找实验装置，准备实验的麻烦，本实用新型运用了简单的元件汇制成能演示多种实验现象的“浮力、压强综合演示装置”，使学生能更好、更有兴趣的学习到这一方面知识，提高课堂实效。也有助于老师在讲解物理前言时连续做一系列有趣生动的实验，最大限度的调动学生爱学物理的兴趣。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种浮力、压强综合演示装置，其特征在于，包括一个透明的水槽，所述水槽内设置有隔板，所述隔板将所述水槽分隔成若干个空腔，并且这些空腔是互相连通的；互相连通的空腔能够演示连通器的原理。

所述水槽的一面侧壁上自上至下开设若干个同等大小的通孔，这些通孔将所述水槽外与所述水槽内的所述其中一个空腔连通；当水槽中住满水时，将三个通孔打开，可观察到最下端的通孔所喷射水的距离最远，向上的次之，最上端的通孔喷射距离最近，由此可解释液体压强与液体深度的关系。

所述通孔上设置有橡皮塞。

还包括辅助器件。

进一步地，所述辅助器件包括一个塑料盒体和一根高度大于所述上空腔高度的导气管，所述塑料盒体至少有一个平面；

所述水槽内设置有一面竖直的第一隔板，将所述水槽分隔为左空腔与右空腔，所述右空腔内设置有一面水平的第二隔板，将右空腔分成上空腔与下空腔；

所述左空腔的左侧壁上自上至下开设三个同等大小的第一通孔、第二通孔、第三通孔，所述左空腔的右侧壁的下方开设第一连接孔，用于连通所述左空腔与所述下空腔，所述水平隔板上的一侧开设第二连接孔，用于连接所述上空腔与下空腔；

所述第二隔板的中部开设有圆孔，所述圆孔的面积小于所述塑料盒体的所述平面。

进一步地，所述辅助器件包括一个带软线的塑料球体，所述软线与所述水槽的底部连接。并向水槽中逐渐注水，观察到兵乓球随水浮起来，说明乒乓球受到向上的浮力。再继续注水直至细线被拉直，观察到细线在竖直方向，将水槽倾斜一定的角度，观察到细线仍在竖直方向。结合二力平衡知识可以说明浮力的方向是竖直向上。

进一步地，所述辅助器件包括可升降的支架、弹簧秤以及砝码，所述弹簧秤悬挂与所述可升降支架上，并且位于所述水槽的正上方，所述砝码悬挂与所述弹簧秤上。首先用弹簧测力计测量铝块在空气中的重力G，随着铝块浸在液体中体积的变化，观察到弹簧测力计的示数变小了，说明部分进入或浸没的物体都受浮力，再读出铝块此时浸在水中时弹簧测力计的示数F，则铝块浸在水中所受浮力的大小为：F浮＝G-F。

进一步地，还包括小桶，将两个弹簧测力计悬挂在支架上，一个测物体在空气中的重力及物体浸没在液体中时的读数，另一个测空的小桶的重力及装水后的总重力。由数据可得出：F浮＝G-F＝G1-G2，表明物体浸在液体中所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。。

进一步地，所述辅助器件包括一个平底烧瓶、与所述平底烧瓶连接的细玻璃管、胶皮软管。使用平底烧瓶模拟潜水艇，吸气时，水逐渐进入“潜水艇”中，重力变大，F浮<G物，潜水艇下沉。当潜水艇浸没在液体中，F浮＝G物时，潜水艇悬浮。

充气时，水逐渐排除“潜水艇”，重力变小，F浮>G物时，潜水艇上浮。说明潜水艇是靠改变自生重力来改变浮沉。(潜水艇浸没时所受浮力大小F浮不变)

进一步地，所述辅助器件包括液体压强计。将液体压强计的探头浸没在液体中，探究同种液体中液体压强与深度是否有关，探究在同种液体内部的同一深度液体压强与方向是否有关，探究同一深度处液体压强与液体密度是否有关。

进一步地，所述辅助器件包括一个圆底烧瓶、与所述圆底烧瓶连接的细玻璃管、胶皮软管，以及储水盒。当水沿出水管流出时，封闭的圆底烧瓶中空气的体积增大，压强减小，使管外大气压强大于烧瓶中空气的压强，所以水能从喷嘴喷出。喷射的水柱高度由储水盒到水槽水平面的高度差来决定。

本实用新型的有益效果为：本实用新型能演示分多种关于浮力压强的实验现象，一器多用，提高装置的利用率，提高了教学效果。既是探究浮力产生原因、连通器、液体压强与深度关系等实验的主要实验装置，又是部分实验的水槽。整个实验过程可视度高，提高了学生观察的清晰度。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的水槽的立体示意图；

图2为本实用新型实施例一剖视图；

图3为本实用新型实施例二的示意图；

图4为本实用新型实施例二的示意图；

图5为本实用新型实施例三的示意图；

图6为本实用新型实施例三的示意图；

图7为本实用新型实施例四的示意图；

图8为本实用新型实施例五的示意图；

图9为本实用新型实施例五的示意图；

图10为本实用新型实施例六的示意图；

图11为本实用新型实施例七的示意图；

图12为本实用新型实施例八的示意图。

图中：1、水槽；2、第一隔板；3、左空腔；4、第二隔板；5、上空腔；6、下空腔；7、第一通孔；8、第二通孔；9、第三通孔；10、第一连接孔；11、第二连接孔；12、乒乓球；13、软线；14、支架；15、第一弹簧秤；16、砝码；17、小桶；18、第二弹簧秤；19、平底烧瓶；20、液体压强计；21、圆底烧瓶；22、塑料盒体；23、导气管；24、圆孔。

具体实施方式

如图1-图2所示：一种浮力、压强综合演示装置，包括一个透明的水槽1，水槽1内设置有一面竖直的第一隔板2，将水槽1分隔为左空腔3与右空腔，右空腔内设置有一面水平的第二隔板4，将右空腔分成上空腔5与下空腔6。

其中左空腔3的左侧壁上自上至下开设三个同等大小的第一通孔7、第二通孔8、第三通孔9，左空腔3的右侧壁的下方开设第一连接孔10，用于连通左空腔3与下空腔6，水平隔板上开设第二连接孔11，用于连接上空前与下空腔6。互相连通的左空腔3、上空腔5、下空腔6能够演示连通器的原理。

左空腔3的左侧壁上开设的三个同等大小的通孔，当左空腔3中住满水时，将三个通孔打开，可观察到最下端的第三通孔9所喷射水的距离最远，向上的次之，最上端的第一通孔7喷射距离最近，由此可解释液体压强与液体深度的关系。

第一通孔7、第二通孔8、第三通孔9、第一连接孔10、第二连接孔11上设置有橡皮塞。

还包括辅助器件。

实施例二：辅助器件包括一个圆柱形的塑料盒体22和一根高度大于上空腔高度的导气管23，

第二隔板(4)的中部开设有圆孔24，圆孔24的面积小于塑料盒体22的平面，导气管23与第二连接孔11上的橡皮塞连接，连通下空腔与水槽外界。

塑料盒体22的底部放置于圆孔24上方，向上空腔注水，观察到盒体仍然处于静置状态并未上浮，说明圆柱形盒体浸在液体中但下表面无液体时不受浮力；

此时，打开第一连接孔10的橡皮塞，向左空腔3加水，直到下空腔6中的水面达到上空腔5底部，并且左空腔3中的水高度高于上空腔5的水面高度时，观察到塑料盒向上浮起，结合液体压强知识可以说明：浮力产生的原因为浸在液体中的物体其上下表面所受的压力不同。

实施例三：如图5-图6所示，辅助器件包括一个带软线13的乒乓球12，软线13与水槽1的底部连接。并向水槽1中逐渐注水，观察到兵乓球随水浮起来，说明乒乓球12受到向上的浮力。再继续注水直至细线被拉直，观察到细线在竖直方向，将水槽1倾斜一定的角度，观察到细线仍在竖直方向。结合二力平衡知识可以说明浮力的方向是竖直向上。

实施例四：如图7所示辅助器件包括可升降的支架14、第一弹簧秤15以及砝码16，第一弹簧秤15悬挂与可升降支架14上，并且位于水槽1的正上方，砝码16悬挂于第一弹簧秤15上。首先用第一弹簧秤15量铝块在空气中的重力G，随着铝块浸在液体中体积的变化，观察到第一弹簧秤15的示数变小了，说明部分进入或浸没的物体都受浮力，再读出铝块此时浸在水中时第一弹簧秤15的示数F，则铝块浸在水中所受浮力的大小为：F浮＝G-F。

实施例五：如图8所示，还包括小桶17、第二弹簧秤18，将第二弹簧秤18也悬挂在支架14上，第一弹簧秤15测物体在空气中的重力及物体浸没在液体中时的读数，第二弹簧秤18测空的小桶17的重力及装水后的总重力。由数据可得出：F浮＝G-F＝G1-G2，表明物体浸在液体中所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。

实施例六：如图9-图10所示，辅助器件包括一个平底烧瓶19、与平底烧瓶19连接的细玻璃管、胶皮软管。使用平底烧瓶19模拟潜水艇，吸气时，水逐渐进入“潜水艇”中，重力变大，F浮<G物，潜水艇下沉。当潜水艇浸没在液体中，F浮＝G物时，潜水艇悬浮。

充气时，水逐渐排除“水艇”，重力变小，F浮>G物时，潜水艇上浮。说明潜水艇是靠改变自生重力来改变浮沉。(潜水艇浸没时所受浮力大小F浮不变)

实施例七：如图11所示，辅助器件包括液体压强计20。将液体压强计20的探头浸没在液体中，探究同种液体中液体压强与深度是否有关，探究在同种液体内部的同一深度液体压强与方向是否有关，探究同一深度处液体压强与液体密度是否有关。

实施例八：如图12所示，辅助器件包括一个圆底烧瓶21、与圆底烧瓶21连接的细玻璃管、胶皮软管，以及储水盒。当水沿出水管流出时，封闭的圆底烧瓶21中空气的体积增大，压强减小，使管外大气压强大于烧瓶中空气的压强，所以水能从喷嘴喷出。喷射的水柱高度由储水盒到水槽1水平面的高度差来决定。

在以上实施例中：

1.实验装置的综合性：该装置能演示十种关于浮力压强的实验现象，一器多用，提高装置的利用率，提高了教学效果。既是探究浮力产生原因、连通器、液体压强与深度关系等实验的主要实验装置，又是部分实验的水槽。整个实验过程可视度高，提高了学生观察的清晰度及舒服感。

2.玻璃圆孔24的方便性：该玻璃装置有1个直径为4厘米的大孔、4个直径为2厘米的中孔和1个直径为1厘米的小孔。左侧上面的孔中插入带弯头的的橡皮塞时就是溢水槽。左侧的3个孔中插入带直滴管的橡皮塞，可以探究液体内部与深度的关系。底部中间的中孔不插入橡皮塞时就是连通器。

3.橡皮塞的多用性：带玻璃管的橡皮塞可起到很好的排气作用，使物体下表面无液体时不受浮力的现象演示的非常到位。带滴管的橡皮塞可起到很好的排水作用，水注细而节水，便于长时间观察实验现象。需要水槽时可插入无孔的橡皮塞。

4.颜色的分辨性：红蓝墨水便于区别实验过程，容易观察实验的进度，也为实验增添了美的色彩。

Claims (8)

1.一种浮力、压强综合演示装置，其特征在于，包括一个透明的水槽(1)，所述水槽(1)内设置有隔板，所述隔板将所述水槽(1)分隔成若干个空腔，并且这些空腔是互相连通的；

所述水槽(1)的一面侧壁上自上至下开设若干个同等大小的通孔，这些通孔将所述水槽(1)外与所述水槽(1)内的所述其中一个空腔连通；

所述通孔上设置有橡皮塞，

还包括辅助器件。

2.如权利要求1所述的一种浮力、压强综合演示装置，其特征在于，所述水槽(1)内设置有一面竖直的第一隔板(2)，将所述水槽(1)分隔为左空腔(3)与右空腔，所述右空腔内设置有一面水平的第二隔板(4)，将右空腔分成上空腔(5)与下空腔(6)；

所述左空腔(3)的左侧壁上自上至下开设三个同等大小的第一通孔(7)、第二通孔(8)、第三通孔(9)，所述左空腔(3)的右侧壁的下方开设第一连接孔(10)，用于连通所述左空腔(3)与所述下空腔(6)，所述第二隔板(4)上的一侧开设第二连接孔(11)，用于连接所述上空腔(5)与下空腔(6)；

所述辅助器件包括一个塑料盒体(22)和一根高度大于所述上空腔(5)高度的导气管(23)，所述塑料盒体(22)至少有一个平面；

所述第二隔板(4)的中部开设有圆孔(24)，所述圆孔(24)的面积小于所述塑料盒体(22)的所述平面。

3.如权利要求1所述的一种浮力、压强综合演示装置，其特征在于，所述辅助器件包括一个带软线(13)的塑料球体，所述软线(13)与所述水槽(1)的底部连接。

4.如权利要求1所述的一种浮力、压强综合演示装置，其特征在于，所述辅助器件包括可升降的支架(14)、弹簧秤以及砝码(16)，所述弹簧秤悬挂于所述可升降的支架(14)上，并且位于所述水槽(1)的正上方，所述砝码(16)悬挂于所述弹簧秤上。

5.如权利要求3所述的一种浮力、压强综合演示装置，其特征在于，还包括一个小桶(17)。

6.如权利要求1所述的一种浮力、压强综合演示装置，其特征在于，所述辅助器件包括一个平底烧瓶(19)、与所述平底烧瓶(19)连接的细玻璃管、胶皮软管。

7.如权利要求1所述的一种浮力、压强综合演示装置，其特征在于，所述辅助器件包括液体压强计(20)。

8.如权利要求1所述的一种浮力、压强综合演示装置，其特征在于，所述辅助器件包括一个圆底烧瓶(21)、与所述圆底烧瓶(21)连接的细玻璃管、胶皮软管，以及储水盒。

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