CN219533941U - 浮力产生原理实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及浮力产生原理实验技术领域，具体涉及浮力产生原理装置，包括：下水箱，为新型浮力产生原理装置主体；隔板和上水箱，其均设置于下水箱的顶部；管口，其贯穿于隔板的顶部；柱体，其设置于管口的内部；浮体，其固定于柱体的顶端；开口，其开设于下水箱的外表面。本实用新型主要利用水箱中水面的下降，水对物体上下表面作用力的作用不断减小，并使水对浮体向下的作用力小于水对物体的向上的作用力的方法，来产生浮力，用以解释浮力的产生原理。本实用新型克服了现有技术的不足，能避免学生将“水对物体向上的力”误解为浮力；能避免学生产生“浮体下表面只有部分面积受力就不能产生浮力”的错误认识。能更深入的理解浮力的产生原理。

Description

浮力产生原理实验装置

技术领域

本实用新型涉及浮力产生原理实验技术领域，具体为浮力产生原理实验装置。

背景技术

网络上有关浮力产生的原因的装置设计上，大体的实验原理都是停留在增大浮体下表面受力的思路上。即通过向浮体底部注水的操作，从而使浮体上浮。浮力本质是浸在水中的物体在水中所受力的合力。忽略左右相抵的力，简单描述为物体所受到的向上与向下的力的合力。

根据公开号为CN103996330A浮力演示装置，包括进气管，进气管下表面设有一过滤管，过滤管与进气管相通连接，过滤管下表面连接在一储存管上，但现有的浮力原理演示器还存在一些缺点。

1：不易实现“先沉后浮”现象；

2：不易短时间内重复实验；

3：容易让学生产生误解。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了浮力产生原理实验装置，旨在解决现有技术中容易使学生对浮力产生的错误理解——物体受到水对它向上的力即为浮力和物体下表面不充满水就不能产生浮力的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

浮力产生原理实验装置，包括：

下水箱，为新型浮力产生原理实验装置主体；

隔板和上水箱，其均设置于所述下水箱的顶部；

管口，其贯穿于所述隔板的顶部；

柱体，其设置于所述管口的内部；

浮体，其固定于所述柱体的顶端；

开口，其开设于所述下水箱的外表面。

优选的，所述下水箱还包括：

所述浮体的横截面积大于所述管口的横截面积。

优选的，所述下水箱还包括：

所述柱体的长度长于所述管口的高度。

优选的，所述下水箱还包括：

所述开口其开设的位置位于所述下水箱高度的三分之一处。

优选的，所述下水箱还包括：

所述下水箱和上水箱均呈透明状。

优选的，所述下水箱还包括：

所述上水箱和下水箱的体积均从上往下呈圆台形减小。

本实用新型实施例提供了浮力产生原理实验装置，具备以下有益效果：通过改进后实验装置较原有装置能更深入解析浮力的本质——物体在水中所受力的合力，随着水面的下降，水对浮体向下的作用力不断减小，最终小于水对浮体的向上的力的作用，浮力随之产生。

1、通过设置浮体和管口，浮体直径大于管口直径。通过往上水箱2中加水，先让浮体6沉于管口4处，随着水箱2中的水位不断下降，达到一定位置后，浮体6上浮。实现“先沉后浮”现象。利用水箱2水面的下降，水对物体上下表面作用力的作用不断减小，并使水对浮体向下的作用力小于水对物体的向上的作用力的方法，来产生浮力。此用以解释浮力的产生原理。能更好的解析浮力的本质——物体在液体中所受所有力的合力，且必然是向上的力大于向下的力。本实用新型装置的实验：能避免学生将“水对物体向上的力”误解为浮力；避免学生产生“物体下表面只有部分面积受力时就不能产生浮力”的错误认识。实验操作更为简单，可以短时间内多次重复实验，稳定实现“先沉后浮”的现象。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型下水箱主视图结构示意图；

图3是本实用新型浮体正剖结构示意图。

图中：1、下水箱；2、上水箱；3、隔板；4、管口；5、柱体；6、浮体；7、开口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例：如图1和2所示，浮力产生原理实验装置，包括：下水箱1，为新型浮力产生原理实验装置主体；隔板3和上水箱2，其均设置于下水箱1的顶部；柱体5，其设置于管口4的内部；开口7，其开设于下水箱1的外表面，便于开始实验加水时，用手伸入箱体1去固定柱体5与浮体6；其浮力装置的上水箱2注入足量的水，其浮体6受到水对它上表面向下的压力、自身重力以及水对浮体6向上托的力，只要上水箱2中有水并使浮体6部分或全部浸在水中，则浮体6沉没在底部时就已经受到水对它向上的力。但由于向上的力小于水对其向下的力。此时，没有浮力，浮体沉于底部。由此，可解释物体受到的水对它向上的力不是浮力。而后通过浮体6与管口4之间的空隙，使得水能流入下水箱1，减小浮体上下表面的作用力，上表面减小的压力值大于下表面减小的压力值的方法，从而导致——物体受到的水对它的向上的力大于水对物体向下的力时，产生浮力，当浮力大于其自身重力时，浮体6浮起。

如图3所示，浮力装置，包括：隔板3和上水箱2，其均设置于下水箱1的顶部；管口4，其贯穿于隔板3的顶部；浮体6，浮力产生原理实验的主要道具，便于人员通过观察浮体6的状态，起到实验浮力产生的效果，其固定于柱体5的顶端；通过柱体5，可以实现在实验开始加水时，用手经过开口7去固定柱体5与浮体6，避免开始实验时加水就上浮。管口4的截面积小于浮体6的截面积，由此可解释物体受到液体对它向上的力不是浮力。柱体5与浮体6下表面始终未填满水，达到解释浮体6下表面不充满水也能产生浮力的作用。

工作原理：首先，将浮体6和柱体5放置在管口4内部，用手经过开口7去固定柱体5与浮体6。将上水箱2加入足量的水，使水对浮体6产生足够的向下的作用力，放手后也可以使浮体6自行沉于底部。然后，水从浮体6与管口4之间的空隙流入下水箱1，液面自行下降，由于深度减小，浮体6上下表的液体压强减小，产生的压力随之减小，由于浮体6与柱体5底面中间部分与空气接触，即只有外圈部分受到水的托力，受力面积小于上表面的面积，因此，浮体6上表面所受向下的力减少值比下表面所受向上的力减少值大，液面降到一定程度时，浮体6受到水对它向上的力超过了水对它的向下的力，即时，浮力已经产生，但此时，也没有上浮，当浮力大于其自身重力时，浮体6上浮。

Claims (6)

1.浮力产生原理实验装置，其特征在于，包括：

下水箱(1)，为新型浮力产生原理装置主体；

隔板(3)和上水箱(2)，其均设置于所述下水箱(1)的顶部；

管口(4)，其贯穿于所述隔板(3)的顶部；

柱体(5)，其设置于所述管口(4)的内部；

浮体(6)，其固定于所述柱体(5)的顶端；

开口(7)，其开设于所述下水箱(1)的外表面。

2.根据权利要求1所述的浮力产生原理实验装置，其特征在于，所述下水箱(1)还包括：

所述浮体(6)的横截面积大于所述管口(4)的横截面积。

3.根据权利要求1所述的浮力产生原理实验装置，其特征在于，所述下水箱(1)还包括：

所述柱体(5)的长度长于所述管口(4)的高度。

4.根据权利要求1所述的浮力产生原理实验装置，其特征在于，所述下水箱(1)还包括：

所述开口(7)其开设的位置位于所述下水箱(1)高度的三分之一处。

5.根据权利要求1所述的浮力产生原理实验装置，其特征在于，所述下水箱(1)还包括：

所述下水箱(1)和上水箱(2)均呈透明状。

6.根据权利要求1所述的浮力产生原理实验装置，其特征在于，所述下水箱(1)还包括：

所述上水箱(2)和下水箱(1)的体积均从上往下呈圆台形减小。