[發明專利]一種液體環境下物體超重實驗教具及實驗方法與應用

在審

• 申請號: 201710548960.5
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107331252A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 陳洪云
• 申請（專利權）人: 天津師范大學
• 主分類號: G09B23/08
• 分類號: G09B23/08
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司12207
• 代理人: 朱紅星

1.一種液體環境下物體超重實驗教具，其特征在于它包括帶刻度的透明儲液圓桶、密封膠環、透明漏斗、空心硬質塑料球；其中透明漏斗（4）下端口邊緣左右各有一個缺口（5），透明漏斗擴口部分與密封膠環（3）內徑粘合固定后外徑與帶刻度的儲液圓桶（1）內徑吻合，透明漏斗下口直徑略小于空心硬質塑料球（6）的直徑，實驗時透明漏斗（4）放入帶刻度的儲液圓桶內，空心硬質塑料球放在透明漏斗內。

2.根據權利要求1所述的一種液體環境下物體超重實驗教具，其特征在于透明漏斗（4）在帶刻度儲液圓桶內部的位置與密封膠環（3）一起可上下調節。

3.根據權利要求1所述的一種液體環境下物體超重實驗教具，其特征在于儲液圓筒的材質為透明玻璃或有機玻璃材質。

4.根據權利要求1所述的一種液體環境下物體超重實驗教具，其特征在于所述的小球（6）為表面光滑的空心硬質塑料球。

5.采用權利要求1所述液體環境下物體超重實驗教具進行實驗的方法，其特征在于，利用浮力產生的原理和浮沉條件，控制液體中的物體的運動狀態，教具與計算機、采集器、帶傳感器的測力平臺配合使用；包括

數據采集前，根據課堂觀察需要調節透明漏斗在帶刻度的儲液圓桶中位置，將空心硬質塑料球放在裝置內的漏斗里，然后將實驗教具放到帶傳感器的測力平臺上；

然后向帶刻度的儲液圓桶內注入清水，使得空心硬質塑料球上表面受到水給予的向下的壓力和空心硬質塑料球本身重力合力向下，與透明漏斗下端口給予空心硬質塑料球向上的支持力平衡，可以觀察到空心硬質塑料球在液體底部保持靜止狀態；

3）觀察清水經透明漏斗下口間隙緩緩流向圓桶底部，且水位逐漸升高接近空心硬質塑料球下表面時，球靜止不動，當液體中空心硬質塑料球下表面全部浸入水面后，球下表面受到向上的壓力，大于球上表面受到的向下的壓力與小球重力之和，浮力產生，空心硬質塑料球開始向上加速運動，此時空心硬質塑料球在液體環境下出現超重現象；

4）液體環境下空心硬質塑料球超重出現時，力傳感器開始將采集數據并送入計算機，同時在計算機上以F-t圖像形式顯示豎直方向壓力大小和方向的變化。

6.權利要求5所述的實驗方法在用于教學定量演示液體環境下物體的超重現象方面的應用。