CN205899891U

CN205899891U - 一种阿基米德实验仪

Info

Publication number: CN205899891U
Application number: CN201620432955.9U
Authority: CN
Inventors: 师海满; 师月
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-05-15
Filing date: 2016-05-15
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2026-05-15

Abstract

本实用新型涉及一种阿基米德实验仪，该实验仪：该实验仪包括支架，升降台，所述升降台上设有调节螺栓和放置有溢水杯，所述溢水杯上设有位置刻度；所述水平横梁上悬挂有单向测力计和固定有双向测力计；所述单向测力计的挂钩上悬挂有盛液桶，所述盛液桶上设有容积刻度；所述双向测力计的下端固定有压盘，所述压盘上设有可翻转挂件。本实用新型制作简单、成本较低、操作简便、性能稳定，不仅可以方便的探究阿基米德原理及物体受到的浮力是否与物体浸入液体的深度有关等，尤其是可有效提高实验探究效率，能探究在液体中漂浮的物体在受外力下沉过程所受液体的浮力。

Description

一种阿基米德实验仪

技术领域

本实用新型涉及一种教具，尤其涉及一种阿基米德实验仪。

背景技术

目前，在中学物理有关影响浮力大小的因素的教学和学生实践活动中，主要是利用传统的阿基米德实验演示器进行实验探究，虽然可以完成相关实验，达到教学效果，但实验效率较低，测量方式单一，只能探究在液体中下沉的物体在下沉过程所受液体的浮力，不便探究在液体中漂浮的物体在受外力下沉过程所受液体的浮力等。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种制作简单、成本较低、操作简便、性能稳定，可有效提高实验探究效率和探究方法，尤其是能探究在液体中漂浮的物体在受外力下沉过程所受液体的浮力的一种阿基米德实验仪。

为解决上述问题，本实用新型所述的一种阿基米德实验仪，其特征在于：该实验仪包括支架，所述支架由底板、侧柱和水平横梁固定组成；所述底板上设有升降台，所述升降台上设有调节螺栓和放置有溢水杯，所述溢水杯上设有位置刻度；所述水平横梁上悬挂有单向测力计和固定有双向测力计；所述单向测力计的挂钩上悬挂有盛液桶，所述盛液桶上设有容积刻度；所述双向测力计的下端固定有压盘，所述压盘上设有可翻转挂件。

使用时，所述溢水杯的溢水口在所述盛液桶的正上方。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、由于本实用新型中设有单向测力计和双向测力计，因此，可以同步测量浮力和排开液体的重力，从而提高实验探究效率；尤其是双向测力计的设定，既可以探究在液体中下沉的物体在下沉过程所受液体的浮力，还可以探究在液体中漂浮的物体在受外力下沉过程所受液体的浮力。

2、由于本实用新型中所述底板上设有升降台，所述升降台上设有调节螺栓和放置有溢水杯，因此，可以通过平稳的升降升降台来改变物体排开液体的体积，从而探究浮力与排开液体的体积的关系。

3、由于本实用新型中所述溢水杯上设有位置刻度，因此，可以较为稳定、方便的探究浮力与物体浸入液体的深度是否有关，以及在同一深度或同一排开液体的体积的情况下，浮力与液体的密度的关系。

4、由于本实用新型中所述盛液桶上设有容积刻度，因此，可以除利用单向测力计直接测量排开的液体的重力外，还可以测量出排开液体的体积，通过公式G=mg=ρvg计算得出排开液体的重力，达到用多种方法得出排开液体的重力，已达到训练学生会用多种思维方法解决问题的目的。

5、由于本实用新型中所述双向测力计的下端固定有压盘，所述压盘上设有可翻转挂件，因此，既可以探究在液体中下沉的物体在下沉过程所受液体的浮力，还可以探究在液体中漂浮的物体在受外力下沉过程所受液体的浮力。探究在液体中下沉的物体在下沉过程所受液体的浮力时，将物体挂在挂件上；探究在液体中漂浮的物体在受外力下沉过程所受液体的浮力时，将挂件向上翻转，用压盘向下压物体以增强其稳定性。

6、由于本实用新型使用时，所述溢水杯的溢水口在所述盛液桶的正上方，因此，可以确保溢水杯随升降台升降时溢出的液体被充分收集于盛液桶。

7、本实用新型不仅可以方便的探究阿基米德原理，还可以方便的探究物体受到的浮力是否与物体浸入液体的深度有关。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1—底板 2—侧柱 3—横梁 4—升降台 5—调节螺栓 6—溢水杯 7—位置刻度 8—单向测力计 9—双向测力计 10—盛液桶 11—容积刻度 12—压盘 13—挂件14—溢水口。

图2为将要探究在液体中下沉的物体在下沉过程所受液体的浮力的示意图。

图3为将要探究在液体中漂浮的物体在受外力下沉过程所受液体的浮力的示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种阿基米德实验仪，该实验仪包括支架，所述支架由底板1、侧柱2和水平横梁3固定组成；所述底板1上设有升降台4，所述升降台4上设有调节螺栓5和放置有溢水杯6，所述溢水杯6上设有位置刻度7；所述水平横梁3上悬挂有单向测力计8和固定有双向测力计9；所述单向测力计8的挂钩上悬挂有盛液桶10，所述盛液桶10上设有容积刻度11；所述双向测力计9的下端固定有压盘12，所述压盘12上设有可翻转挂件13。

使用时，所述溢水杯6的溢水口14在所述盛液桶10的正上方。

实施例1 探究在液体中下沉的物体在下沉过程所受液体的浮力（如图2）。

（1）将装置置于水平台上，在盛液桶内盛满液体直至有液体从溢水口自然溢出。

（2）将盛液桶和物体分别悬挂于单向测力计和双向测力计上，则单向测力计和双向测力计的示数分别为盛液体的重力G_桶和物体的重力G_物。

（3）旋转调节螺栓使升降台缓缓上升，当物体开始浸入液体的同时溢水杯中有液体溢入盛液桶。此时，单向测力计的示数变大为F₁，增大的示数为G_排= F₁-G_桶，双向测力计的示数变小为F₂，减小的示数为F_浮=G_物-F₂。

（4）其中，物体排开液体的重力G_物还可以通过读出盛液桶中液体的体积V_排，再利用公式G_排=m_排g=ρv_排g求得。

（5）比较F_浮与G_排，得F_浮=G_排。

实施例2 探究在液体中漂浮的物体在受外力下沉过程所受液体的浮力（如图3）。

（1）将装置置于水平台上，在盛液桶内盛满液体直至有液体从溢水口自然溢出。。

（4）当双向测力计的示数变小为F₂=0时，F_浮=G_物，同时通过计算或测量得F_浮=G_排。

（5）若需进一步探究，①将双向测力计下端压盘上的挂件向上翻转（物体与挂件分离），继续旋转调节螺栓使升降台缓缓上升，②当双向测力计下端的压盘接触到物体后升降台再上升时，溢水杯中有液体再溢入盛液桶，此时，单向测力计的示数变大为F₃，增大的示数为G_排= F₃-G_桶，双向测力计的示数变大为F₄，F_浮=G_物+F₄。

注：若升降台最大高度不足，可在升降台下垫上木块即可。

（6）比较F_浮与G_排，得F_浮=G_排。

实施例3 探究物体受到的浮力是否与物体浸入液体的深度有关。

（1）基于实施例1或实施例2的基础上。

（2）当物体没有浸没时，旋转调节螺栓使升降台缓缓上升：物体浸在液体中的深度变化，测力计示数变化，有液体溢出。

（3）当物体浸没后，旋转调节螺栓使升降台缓缓上升：物体浸在液体中的深度变化，测力计示数不变，没有液体溢出。

（4）综合（2）与（3）得：物体受到的浮力是否与物体浸入液体的深度无关。

实施例4 探究物体受到的浮力与液体的密度的关系。

（1）基于实施例1或实施例2的实验操作的基础上。

（2）换用不同的液体（如在水中加入食盐改变液体的密度）。

（3）将同一物体浸入不同密度的液体中（没有完全浸入时，可用溢水杯上的位置刻度控制物体浸入液体的体积，即排开液体的体积），比较浮力的大小即可。

Claims

1.一种阿基米德实验仪，其特征在于：该实验仪包括支架，所述支架由底板（1）、侧柱（2）和水平横梁（3）固定组成；所述底板（1）上设有升降台（4），所述升降台（4）上设有调节螺栓（5）和放置有溢水杯（6），所述溢水杯（6）上设有位置刻度（7）；所述水平横梁（3）上悬挂有单向测力计（8）和固定有双向测力计（9）；所述单向测力计（8）的挂钩上悬挂有盛液桶（10），所述盛液桶（10）上设有容积刻度（11）；所述双向测力计（9）的下端固定有压盘（12），所述压盘（12）上设有可翻转挂件（13）。

2.如权利要求1所述的一种阿基米德实验仪，其特征在于：使用时，所述溢水杯（6）的溢水口（14）在所述盛液桶（10）的正上方。