專利名稱：浮力與液體內(nèi)部壓強(qiáng)演示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于初級(jí)物理液體浮力和壓強(qiáng)的演示數(shù)具。
根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行小學(xué)自然課本和初中物理教材，都要講授液體浮力和液體內(nèi)部壓強(qiáng)的產(chǎn)生和特性，這就需要一種為學(xué)生直觀演示浮力和液體內(nèi)部壓強(qiáng)的教具。已有的液體內(nèi)部壓強(qiáng)演示器，只能間接演示液體內(nèi)部的同深度的各方向有相同壓強(qiáng)并隨深度的增加而增加，但不能直接向?qū)W生直觀演示壓強(qiáng)，更不能直觀演示浮力產(chǎn)生的原因和浮力向上的特性。本浮力和液體內(nèi)部壓強(qiáng)演示器，對(duì)液體內(nèi)部壓強(qiáng)的存在，壓強(qiáng)隨深度的增加而增加，在同一深度處各方向的壓強(qiáng)相等，以及浮力的方向總是豎直向上和浮力產(chǎn)生的原因等，都能夠直觀地演示出來(lái)。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的，是在于克服已有液體內(nèi)部壓強(qiáng)演示器的不足，而設(shè)計(jì)構(gòu)造組成為一種型式新穎、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效果突出和操作方便的并能夠直接演示浮力與液體內(nèi)部壓強(qiáng)全部特性的直觀演示器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，所采用的新式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)措施如下1.演示器的浮體設(shè)計(jì)成透明空心正方體結(jié)構(gòu)。該正方體浮體的左、右面和上、下面的相對(duì)位置設(shè)置有相同直徑的演示孔，前、后面作為觀察窗；2.設(shè)計(jì)四個(gè)相同的帶緊固圈的透明圓形演示薄膜。該演示薄膜分別密封地套在浮體左、右面和上、下面的演示孔上；3.設(shè)計(jì)一個(gè)下帶四個(gè)長(zhǎng)支腳的透明手把。該手把的四個(gè)支腳下端對(duì)稱地與正方體浮體頂面的四外角邊固定連接，適合將浮體按入液體內(nèi)不同深度；4.設(shè)計(jì)一個(gè)控制浮體腔內(nèi)壓強(qiáng)的通氣管。該通氣管的下端與浮體頂面連通，上端固定在手把上端部，從而使浮體內(nèi)腔與大氣相通，可以提高演示薄膜的靈敏度，此外適當(dāng)堵住通氣管出氣口也可以控制浮體腔內(nèi)的壓強(qiáng)，借以防止演示薄膜在深液位的因變形過(guò)大而損壞。
按本實(shí)用新型的新式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)措施所制作的浮力和液體內(nèi)部壓強(qiáng)演示器，既能夠直接把浮力的存在，浮力的方向和浮力產(chǎn)生的原因直觀演示出來(lái)，又可以直接把液體內(nèi)部各方向存在壓強(qiáng)，壓強(qiáng)隨著深度的增加而增加，在同一深度各方向的壓強(qiáng)相等方向相反等特性直觀演示出來(lái)。本實(shí)用新型與其他同類教具相比有更完善的功能，并具有設(shè)計(jì)新穎、構(gòu)造簡(jiǎn)單、效果突出和操作方便之優(yōu)點(diǎn)。
下面用實(shí)施例，結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)詳細(xì)說(shuō)明如下


圖1是浮力與液體內(nèi)部壓強(qiáng)演示器的結(jié)構(gòu)總圖。
圖2是浮力與液體內(nèi)部壓強(qiáng)演示器的演示孔和演示薄膜的結(jié)構(gòu)圖。
浮力與液體內(nèi)部壓強(qiáng)演示器，如
圖1、2所示，它是由浮體(1)、演示薄膜(2)、觀察窗(3)、通氣管(4)和手把(5)有機(jī)組成。本實(shí)用新型可以進(jìn)行以下功能演示1.握住手把將浮體部按入一個(gè)長(zhǎng)方體玻璃缸的水中，不管怎樣放置都可看到浮體左、右面和上、下面的演示薄膜產(chǎn)生向正方體內(nèi)凹入的變形，這就演示了各方向都存在壓強(qiáng)；2.當(dāng)增加浮體在水中的深度，就可看到演示薄膜內(nèi)凹的形變隨著深度的增加而增大，即演示出了液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨著深度的增加而增加；3.當(dāng)浮體豎直放在水中并保持在同一深度左右轉(zhuǎn)動(dòng)，可以看到兩個(gè)側(cè)面的演示薄膜內(nèi)凹的形變程度是相同的，即表明在同一深度各方向的壓強(qiáng)相等并且方向相反，因而總是互相抵消的。同時(shí)，還看到浮體下面的演示薄膜上凹的程度總是大于它上面演示薄膜下凹的程度，這就說(shuō)明浸沒(méi)在液體內(nèi)的物體其下面所受的液體向上的壓強(qiáng)，總是大于其上面所受的液體向下的壓強(qiáng)，即總是存在一個(gè)向上的壓強(qiáng)差，由此便揭示了浮力產(chǎn)生的原因；4.在浮體按入水中，只要一松手，便會(huì)看到浮體即豎直向上浮起，這就演示了浮力的存在，以及浮力的方向是豎直向上的。本實(shí)用新型的浮體(1)是一個(gè)左、右面和上、下面帶演示孔(1－1)的有機(jī)玻璃透明中空正方體，其四個(gè)相同直徑的演示孔(1－1)分別位于左、右面和上、下面相對(duì)位置，并適合套上演示薄膜(2)密封固定連接，頂面右前角處有一個(gè)排氣口(1－2)適合臚ㄆ埽 )插接密封連接，頂面四外角邊適合分別與手把(5)的支腳下端對(duì)稱固定連接。演示薄膜(2)是四個(gè)相同的帶緊固圈的乳膠薄膜，適合分別套在浮體演示孔(1－1)上并以緊固圈卡在浮體演示孔的外圓凹槽中呈密封固定連接。觀察窗(3)即是浮體(1)本身的透明前面板與后面板，適合觀察浮體內(nèi)四個(gè)演示薄膜內(nèi)凹變形的情況。通氣管(4)是一根塑料空心軟管，其下管口適合插在浮體頂面的排氣口(1－2)上并密封連接，上管口固定在手把(5)的上端部。手把(5)是帶四個(gè)長(zhǎng)支腳的圓形手把，其四個(gè)支腳下端適合分別與浮體(1)的頂面四外角邊對(duì)稱地固定連接，并保持手把重心線與浮體頂面中心垂直，手把的直徑和長(zhǎng)度適合于手握住。
上面僅是本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例，照此結(jié)構(gòu)和原理還可以作出一些變型實(shí)施例。比如手把(5)的支腳可以是2個(gè)或1個(gè)；浮體(1)正方體的四角可以適當(dāng)作成圓弧面，或者觀察窗面的邊上作上刻度等。都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種浮力與液體內(nèi)部壓強(qiáng)演示器，它由浮體(1)、演示薄膜(2)、觀察窗(3)、通氣管(4)和手把(5)有機(jī)組成，其特征在于浮體(1)是一個(gè)有機(jī)玻璃透明中空正方體結(jié)構(gòu)，浮體的左、右面和上、下面的相對(duì)位置各有一個(gè)相同直徑的演示孔(1-1)并密封地套上演示薄膜(2)，浮體的前面板和后面板即為觀察演示薄膜(2)內(nèi)凹形變的觀察窗(3)，浮體頂面有一個(gè)排氣口(1-2)與控制浮體腔內(nèi)壓強(qiáng)的通氣管(4)下端密封連接，以及頂面四外角邊適合與操作于把(5)的四個(gè)支腳下端對(duì)稱固定連接。
2.如權(quán)利要求1所述的浮力與液體內(nèi)部壓強(qiáng)演示器，其特征在于演示薄膜(2)是四個(gè)相同的帶緊固圈的乳膠薄膜，適合分別套在浮體演示孔(1－1)上并以緊固圈卡在演示孔的外圓凹槽中呈密封固定連接。
3.如權(quán)利要求1所述的浮力與液體內(nèi)部壓強(qiáng)演示器，其特征在于觀察孔(3)即是有機(jī)玻璃透明正方體浮體(1)的前面板和后面板。
4.如權(quán)利要求1所述的浮力與液體內(nèi)部壓強(qiáng)演示器，其特征在于通氣管(4)是一根塑料空心軟管，其下端適合與浮體頂面排氣口(1－2)插接密封連接，上管口固定在手把(5)的上端部。
5.如權(quán)利要求1所述的浮力與液體內(nèi)部壓強(qiáng)演示器，其特征在于手把(5)是一個(gè)帶四個(gè)長(zhǎng)支腳的圓形手把，其四個(gè)支腳下端適合分別與浮體(1)頂面四外角邊對(duì)稱固定連接。
專利摘要浮力與液體內(nèi)部壓強(qiáng)演示器由浮體、演示薄膜、觀察窗、通氣管和手把組成。浮體是一個(gè)有機(jī)玻璃透明中空正方體，左、右和上、下面帶演示孔與演示薄膜密封連接，頂面與通氣管連通，將本演示器放入玻璃缸水中，可以向?qū)W生直觀演示浮力的存在、浮力的方向總是豎直向上和浮力產(chǎn)生的原因，液體內(nèi)部的各方向都存在壓強(qiáng)，壓強(qiáng)隨著深度增加而增加和同一深度處各個(gè)方向壓強(qiáng)相等。
文檔編號(hào)G09B23/00GK2050640SQ8821443
公開日1990年1月3日 申請(qǐng)日期1988年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月26日
發(fā)明者周南高 申請(qǐng)人:周南高