阿基米德原理演示儀的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種驗證阿基米德原理的方法，特別是可以直接測量浮力大小和 溢出液體所受重力的大小，可以完成與中學物理"浮力"相關的所有實驗。
【背景技術】
[0002] 阿基米德原理探宄的是物體所受浮力的大小跟它排開液體所受重力的定量關系。 實驗中需用彈簧測力計先測出物體所受的重力，再測出物體浸在液體中的視重，通過兩者 之差計算浮力的大小。還需用彈簧測力計測出小桶所受的重力、小桶和桶內(nèi)液體所受的總 重力，通過兩者之差計算物體排開的液體所受的重力。實驗中需要測量、記錄的數(shù)據(jù)繁多， 用手提彈簧測力計讀數(shù)時不穩(wěn)定，為解決這些問題，特設計、改裝此阿基米德原理演示儀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術的上述不足，而提供一種直接測出物塊所受浮 力的大小，直接測出物塊排開的液體所受的重力，保持彈簧測力計相對靜止以便于讀取示 數(shù)。
[0004] 本實用新型的技術方案是：一種新型阿基米德原理演示儀，它包括底座、豎桿、塑 料吊桶、橫梁、彈簧測力計、滑環(huán)、浮力計、物塊、溢水杯、升降筒、滑圈和備用量杯組成，底 座、豎桿和橫梁組合成一個支架，在浮力計和彈簧測力計的外殼后面粘貼一滑環(huán)，滑環(huán)套在 橫梁上，浮力計和彈簧測力計的刻度盤做成移動式的，升降筒上設計有滑槽和高度孔，滑圈 套在升降筒的外壁上。
[0005] 其中，底座用鑄鐵做成，豎桿和升降筒用PVC管做成，橫梁用PVC線槽做成，溢水 杯用直角玻璃管引流。溢水杯與升降筒組合使用，滑環(huán)可以在橫梁上左右移動，移動滑圈可 以上下移動溢水杯，移動刻度盤可以方便調(diào)節(jié)使指針正對零刻線。
[0006] 本實用新型進一步的技術方案是：浮力計的設計是在常規(guī)彈簧測力計的基礎上改 進的，將刻度盤上的零刻線定在下端，從下向上刻度逐漸變大，且刻度盤可以上下移動，在 浮力計掛鉤處掛上物塊后，通過移動刻度盤使指針正對零刻線，當物塊浸在液體中時，指針 所指示數(shù)即為物塊所受浮力的大小。彈簧測力計的刻度盤也可以上下移動，在彈簧測力計 掛鉤處掛上塑料吊桶后，通過移動刻度盤使指針正對零刻線，當物塊浸入液體中，溢水杯中 的部分液體會流入塑料吊桶，指針所指示數(shù)即為物體排開的液體所受的重力。
[0007] 本實用新型進一步的技術方案是：升降筒是利用PVC管做成的，在PVC管上均勻鑿 出三條豎孔作為滑槽，把一滑環(huán)套在PVC管上，用一根金屬絲通過豎孔，將滑環(huán)與PVC管組 成一個整體，溢水杯放在PVC管內(nèi)金屬絲構成的十字架上，移動滑環(huán)帶動溢水杯在PVC管內(nèi) 上下移動。
[0008] 本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下特點：簡便、美觀，可以直接測出物塊所受 浮力的大小，直接測出物塊排開的液體所受的重力，保持彈簧測力計相對靜止以便于讀取 示數(shù)。
[0009] 以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型的詳細使用作進一步描述。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本實用新型的結(jié)構示意圖；
[0011] 圖2為本實用新型浮力計的結(jié)構示意圖；
[0012] 圖3為本實用新型彈簧測力計的結(jié)構示意圖；
[0013] 圖4為本實用新型升降筒與溢水杯的組合結(jié)構示意圖；
[0014] 圖5為本實用新型升降筒的俯視結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 如圖1所示：一種新型阿基米德原理演示儀。它包括底座1、豎桿2、塑料吊桶3、 橫梁4、彈簧測力計5、滑環(huán)6、浮力計7、物塊8、溢水杯9、升降筒10、滑圈11和備用量杯12 組成，底座1用鑄鐵做成，起到穩(wěn)固作用，豎桿2固定在底座上，橫梁4固定在豎桿2上，浮 力計7和彈簧測力計5粘貼在滑環(huán)6上，使浮力計7和彈簧測力計5在橫梁上自由移動。
[0016] 圖2為本實用新型浮力計的結(jié)構示意圖。將常規(guī)彈簧測力計的刻度盤倒置插入， 使刻度盤上的零刻線定在下端，以便直接測量浮力的大小，其刻度盤可以上下移動，便于進 行調(diào)零。
[0017]圖3為本實用新型彈簧測力計的結(jié)構示意圖。將常規(guī)彈簧測力計固定刻度盤的溝 槽去掉，使彈簧測力計的刻度盤上下移動，可以在彈簧測力計掛鉤處掛上塑料吊桶后，通過 移動刻度盤進行調(diào)零，便于直接測量物體排開的液體所受的重力。
[0018] 圖4、圖5分別為本實用新型升降筒與溢水杯的組合結(jié)構示意圖和升降筒的俯視 結(jié)構示意圖。溢水杯用直角玻璃管引流，升降筒用PVC管做成，在PVC管上鑿四條豎孔，在 PVC管壁上鑿三個小孔，利用大號鐵釘插入孔中抵住溢水杯，可以便于調(diào)節(jié)溢水杯在升降筒 中的高度。用大一號的PVC管制造滑圈套在升降筒的外壁上，在滑圈上鑿四個小孔，用金屬 絲穿過滑圈小孔和升降筒的四條豎孔，使金屬絲在升降筒內(nèi)成十字型，用來支撐溢水杯，移 動滑圈可以上下移動溢水杯。
[0019] 用途
[0020] 阿基米德原理演示儀主要用于中學物理"浮力"知識的教學使用。這套裝置可以 完成以下實驗。
[0021] 1、測量物體所受浮力的大小
[0022] 2、探宄浮力大小與物體浸入液體深度的關系
[0023] 3、驗證阿基米德原理
[0024] 4、測量液體的密度
[0025] 5、測量固體的密度（P 0 > P水）
[0026] 1、測量物體所受浮力的大小
[0027] (1)在備用量杯中裝入適量水（或其他液體），將備用量杯放在升降筒內(nèi)。
[0028] (2)把物塊掛在浮力計掛鉤上，調(diào)節(jié)浮力計的刻度盤，使指針正對零刻度線。
[0029] (3)向上移動升降筒的滑圈，使物塊浸入水（或其他液體）中，在浮力計上直接讀 出物塊所受浮力的大小。
[0030] 2、探宄浮力大小與物體浸入液體深度的關系
[0031] 重復上述步驟，改變升降筒的滑圈向上移動的位置，從而改變物塊浸入水（或其 他液體）中的深度，在浮力計上直接讀出物塊在不同深度時所受浮力的大小，依此探宄浮 力大小與物體浸入液體深度的關系。
[0032] 3、驗證阿基米德原理
[0033] (1)將溢水杯放在升降筒內(nèi)，在溢水杯中倒入水，使水面與溢水杯出水管相平。
[0034] (2)把塑料吊桶掛在彈簧測力計的掛鉤上，調(diào)節(jié)彈簧測力計的刻度盤，使指針正對 零刻度線。
[0035] (3)把物塊掛在浮力計掛鉤上，調(diào)節(jié)浮力計的刻度盤，使指針正對零刻度線。
[0036] (4)調(diào)節(jié)橫梁上的滑環(huán)，使溢水杯的出水管口進入塑料吊桶內(nèi)。
[0037] (5)向上移動升降筒的滑圈，使物塊浸入水中，在浮力計上直接讀出物塊所受浮力 的大小，在彈簧測力計上直接讀出從溢水杯中溢出的水所受的重力，通過比較兩示數(shù)的大 小驗證阿基米德原理。
[0038] 4、測量液體的密度
[0039] (1)將溢水杯放入升降筒內(nèi)，在溢水杯中倒入待測液體，使液面與溢水杯出水管相 平。
[0040] (2)把備用量杯放在溢水杯的出水管口下方，使溢水杯的出水管口進入備用量杯 內(nèi)。
[0041] (3)把物塊掛在浮力計掛鉤上，調(diào)節(jié)浮力計的刻度盤，使指針正對零刻度線。
[0042] (4)向上移動升降筒的滑圈，使物塊浸入待測液體中，在浮力計上直接讀出物塊所 受浮力的大小F ff，在備用量杯上直接讀出從溢水杯中溢出的待測液體的體積V#，根據(jù)阿基 米德原理的公式Fff = P $ 8￥#計算出待測液體的密度
[0043] 5、測量固體的密度（P 0 > P水）
[0044] (1)調(diào)節(jié)彈簧測力計的刻度盤，使指針正對零刻度線，把待測固體掛在彈簧測力計 掛鉤上，彈簧測力計的讀數(shù)即為待測物體的重力G物。
[0045] (2)把待測物體掛在浮力計掛鉤上，調(diào)節(jié)浮力計的刻度盤，使指針正對零刻度線。
[0046] (3)在備用量杯中裝入適量水，將備用量杯放在升降筒內(nèi)。
[0047] (4)向上移動升降筒的滑圈，使待測固體浸沒在水中，在浮力計上直接讀出固體所 受浮力的大小F ff，根據(jù)阿基米德原理的公式Fff= p7jcgVS[^P物體重力公式6；^= PigjgV物 計算出待測固體的密度
【主權項】
1. 阿基米德原理演示儀，包括底座、豎桿、塑料吊桶、橫梁、彈簧測力計、滑環(huán)、浮力計、 物塊、溢水杯、升降筒、滑圈和備用量杯組成，底座、豎桿和橫梁組合成一個支架，在浮力計 和彈簧測力計的外殼后面粘貼一滑環(huán)，滑環(huán)套在橫梁上，浮力計和彈簧測力計的刻度盤做 成移動式的，升降筒上設計有滑槽和高度孔，滑圈套在升降筒的外壁上。2. 根據(jù)權利要求1所述的阿基米德原理演示儀，浮力計的設計是將刻度盤上的零刻線 定在下端，且刻度盤可以上下移動，在浮力計掛鉤處掛上物塊后，通過移動刻度盤使指針正 對零刻線，可以直接測出物塊所受浮力的大小和物塊排開的液體所受的重力，升降筒是利 用PVC管做成的，在PVC管上均勻鑿出三條豎孔作為滑槽，把一滑環(huán)套在PVC管上，用一根 金屬絲通過豎孔，將滑環(huán)與PVC管組成一個整體，溢水杯放在PVC管內(nèi)金屬絲構成的十字架 上，移動滑環(huán)帶動溢水杯在PVC管內(nèi)上下移動。
【專利摘要】一種新型阿基米德原理演示儀，它包括底座、豎桿、塑料吊桶、橫梁、彈簧測力計、滑環(huán)、浮力計、物塊、溢水杯、升降筒、滑圈和備用量杯組成，底座、豎桿和橫梁組合成一個支架，在浮力計和彈簧測力計的外殼后面粘貼一滑環(huán)，滑環(huán)套在橫梁上，浮力計和彈簧測力計的刻度盤做成移動式的，升降筒上設計有滑槽和高度孔，滑圈套在升降筒的外壁上?？梢灾苯訙y出物塊所受浮力的大小，直接測出物塊排開的液體所受的重力，便于讀取彈簧測力計的示數(shù)。能讓人簡便地用實驗驗證阿基米德原理及與浮力有關的探究活動。
【IPC分類】G09B23/12
【公開號】CN204720049
【申請?zhí)枴緾N201520099046
【發(fā)明人】張?zhí)煊?
【申請人】張?zhí)煊?br>【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年2月9日