CN210223215U - 一种研究阿基米德原理的实验器 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种研究阿基米德原理的实验器，包括铁架台、升降模块、力传感器模块、重物、溢水杯、量杯、电子秤组件；铁架台的竖直杆设置齿条；升降模块内设置与齿条啮合的齿轮，升降模块能够沿竖直杆上下移动；升降模块固定力传感器模块的一端；力传感器模块包括了力传感器，力传感器的探头端设置挂钩；电子秤组件包括电子秤组件力传感器，电子秤组件力传感器的探头与安装在其顶部的托盘直接接触，当托盘上有物体时，力传感器测量出托盘上的物体的重力。力传感器模块的挂钩上悬挂重物，重物的正下方放置装满水的溢水杯；溢水杯的溢水口出的正下方放置空量杯；空量杯放置在电子秤组件的托盘上。本实用新型结构简单，方便学生的理解。

Description

一种研究阿基米德原理的实验器

技术领域

本实用新型涉及初中物理实验领域，具体涉及一种研究阿基米德原理的实验器。

背景技术

在目前的初中物理课程教学中，浮力现象是物理课程的重点内容，影响浮力的因素始终是教学的难点。在浮力内容的教学中首先引入了浮力的概念，通过称重法测量浮力的大小；然后探究阿基米德原理。根据阿基米德原理浮力的大小只与物体所排开液体的体积及液体的密度有关，而与物体所在的深度无关，当液体密度不变时，物体排开液体的体积越大，浮力越大；当物体排开的液体体积不变时，液体密度越大，浮力越大；当液体密度和排开液体体积的乘积越大，浮力越大。在阿基米德的探究实验中需要利用弹簧测力计进行测量物体的重力、放入液体中的示重、空桶的重力、空桶与溢出液体的重力；每次实验需要用弹簧测力计测量四次重力；最少进行三次实验才能获得结论。因此在实验中要不停的使用弹簧测力计，会导致学生对实验的不理解。

发明内容

1、所要解决的技术问题：

针对上述的技术问题，本实用新型提供一种研究阿基米德原理的实验器，本实验器在课本的基础上使用力传感器代替弹簧测力计，使用电子秤组件可以直接的测量一溢出水的质量或者重力，从而可以简化实验步骤，方便学生对阿基米德原理的理解。

2、技术方案：

一种研究阿基米德原理的实验器，其特征在于：包括铁架台、升降模块、力传感器模块、重物、溢水杯、量杯、电子秤组件；所述铁架台的竖直杆沿竖直杆方向设置齿条；所述升降模块内设置与齿条啮合的齿轮，所述升降模块能够沿竖直杆上下移动；所述升降模块固定力传感器模块的一端；所述力传感器模块包括了力传感器，所述力传感器的探头端设置挂钩；当挂钩受到力的作用时能够测量力的大小；所述电子秤组件包括电子秤组件力传感器，所述电子秤组件力传感器的探头与安装在其顶部的托盘直接接触，当托盘上有物体时，力传感器测量出托盘上的物体的重力；实验时，所述力传感器模块的挂钩上悬挂重物，重物的正下方放置装满水的溢水杯；所述溢水杯的溢水口出的正下方放置空量杯；空量杯放置在电子秤组件的托盘上。

进一步地，所述重物为圆柱体；所述圆柱体的表面设置圆柱体的高度的刻度。

进一步地，所述力传感器模块还包括蓝牙装置；所述蓝牙装置将力传感器模块中的力传感器测量的数据传输至电脑。

进一步地，所述电子秤组件还包括无线通讯模块；所述无线通讯模块将电子秤组件中的力传感器测量的数据传输至电脑。

3、有益效果：

（1）本实用新型将需要测量的重力分解成两个仪器同时进行测量，使用本实验仪器可以避免多次拿下弹簧测力计进行测量，而是通过同时测量读出两个力传感器测量的示数的大小得出结论。

（2）本实用新型中采用可升降模块控制重物的高度来控制排出液体的体积以及控制重物在液体中的深度。

本实用新型结构简单，方便学生的理解。

附图说明

图1为本实验器的总体结构图；

图2为本实验器的升降模块的俯视图；

图3为具体实施例中的具体数据。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型。

如附图1至2所示一种研究阿基米德原理的实验器，其特征在于：包括铁架台1、升降模块2、力传感器模块3、重物4、溢水杯5、量杯6、电子秤组件7；所述铁架台的竖直杆沿竖直杆方向设置齿条；所述升降模块内设置与齿条啮合的齿轮21，所述升降模块能够沿竖直杆上下移动；所述升降模块固定力传感器模块的一端；所述力传感器模块包括了力传感器，所述力传感器的探头端设置挂钩；当挂钩受到力的作用时能够测量力的大小；所述电子秤组件包括电子秤组件力传感器，所述电子秤组件力传感器的探头与安装在其顶部的托盘直接接触，当托盘上有物体时，力传感器测量出托盘上的物体的重力；实验时，所述力传感器模块的挂钩上竖直悬挂重物，重物的正下方放置装满水的溢水杯；所述溢水杯的溢水口出的正下方放置空量杯；空量杯放置在电子秤组件的托盘上。

进一步地，所述重物为圆柱体；所述圆柱体的表面设置圆柱体的高度的刻度。

进一步地，所述力传感器模块还包括蓝牙装置；所述蓝牙装置将力传感器模块中的力传感器测量的数据传输至电脑。

进一步地，所述电子秤组件还包括无线通讯模块；所述无线通讯模块将电子秤组件中的力传感器测量的数据传输至电脑。

具体实施例：

实验目的：验证浮力的大小与什么有关。

实验步骤：

步骤一：如附图1所示将实验器整体进行安装；力传感器模块不挂重物是进行清零；电子秤模块在不放量杯的情况下进行校零；将力传感器模块的与电脑实现无线通讯；电子秤组件与电脑实现无线通讯。

步骤二：将溢杯中加入液体至刚好溢出；

步骤三：旋动升降模块旋钮向下移动（向下移动距离根据实验要求决定），从而将重物浸入溢杯中；

步骤四：待水溢出后，读取力传感器示数，得到实验结果。

如附图3为以实验中采集的具体数据的表格，通过表格可以很明显的看出：浮力的大小与排开液体的重力相同。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (4)

1.一种研究阿基米德原理的实验器，其特征在于：包括铁架台、升降模块、力传感器模块、重物、溢水杯、量杯、电子秤组件；所述铁架台的竖直杆沿竖直杆方向设置齿条；所述升降模块内设置与齿条啮合的齿轮，所述升降模块能够沿竖直杆上下移动；所述升降模块固定力传感器模块的一端；所述力传感器模块包括了力传感器，所述力传感器的探头端设置挂钩；当挂钩受到力的作用时能够测量力的大小；所述电子秤组件包括电子秤组件力传感器，所述电子秤组件力传感器的探头与安装在其顶部的托盘直接接触，当托盘上有物体时，力传感器测量出托盘上的物体的重力；实验时，所述力传感器模块的挂钩上悬挂重物，重物的正下方放置装满水的溢水杯；所述溢水杯的溢水口出的正下方放置空量杯；空量杯放置在电子秤组件的托盘上。

2.根据权利要求1所述的一种研究阿基米德原理的实验器，其特征在于：所述重物为圆柱体；所述圆柱体的表面设置圆柱体的高度的刻度。

3.根据权利要求1所述的一种研究阿基米德原理的实验器，其特征在于：所述力传感器模块还包括蓝牙装置；所述蓝牙装置将力传感器模块中的力传感器测量的数据传输至电脑。

4.根据权利要求1所述的一种研究阿基米德原理的实验器，其特征在于：所述电子秤组件还包括无线通讯模块；所述无线通讯模块将电子秤组件中的力传感器测量的数据传输至电脑。

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