[實用新型]阿基米德定律快速演示儀

有效

• 申請號: 201720921762.4
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN207302433U
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 李志強;陳列尊;汪新文;陳銀花;周婷;姚杰嫆;黃晨;顏艷梅
• 申請（專利權）人: 衡陽師范學院
• 主分類號: G09B23/12
• 分類號: G09B23/12
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙)43205
• 代理人: 龍騰,黃麗

技術領域

本實用新型涉及教學儀器設備技術領域，特別涉及一種阿基米德定律快速演示儀。

背景技術

阿基米德定律是初中物理教學中非常重要的一個知識點。目前，日常教學中用到的浮力原理演示裝置大多與文獻“CN205645042U”中的結構類似，都是在兩個鐵架臺的橫桿上分別吊設第一彈簧測力計和第二彈簧測力計，在第一彈簧測力計的下方懸吊一個重物，在第二彈簧測力計的下方懸吊一個接水容器，在重物的下方臺面上再放置一個帶溢水孔的盛水容器。

教師在用上述裝置進行課堂演示實驗時，至少需要帶領學生完成以下兩大步驟。

1、演示操作：實驗開始前，先記錄下兩個彈簧測力計所測得的初始數值，再將重物逐漸浸入盛水容器的水中，受水的浮力作用，在此過程中第一彈簧測力計測得的數值逐漸變小，重物排開的水從溢水孔排出并被接水容器接住，第二彈簧測力計測得的數值逐漸變大，當重物受水的浮力作用呈漂浮狀態且溢水孔無水排出時，演示過程結束，并記錄下兩個彈簧測力計在此時所測得的數值（最終數值）。

2、數值計算：分別計算出第一彈簧測力計和第二彈簧測力計在演示開始和演示結束兩個時間點測得數值的變化量，然后對比兩個數值變化量的計算結果，若上述兩個數值變化量非常接近（若兩個數值變化量差別較大，則表示實驗失敗，需重頭開始），考慮到實驗誤差的存在，可以認為第一彈簧測力計對應的數值變化量與第二彈簧測力計所對應的數值變化量相等，即重物所受浮力等于其所排開液體的重力。

通過以上描述可知，當前的浮力原理演示裝置存在以下缺點：1、整體結構不夠緊湊。2、原理揭示不夠直觀。3、演示操作開始前和結束后都需要記錄兩個彈簧測力計測得的數值，還需要根據測得的數據來計算、比對浮力與排開液體的重力大小，步驟繁復，耗時較長。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構緊湊、實驗過程簡短且能直觀揭示浮力原理的阿基米德定律快速演示儀。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：一種阿基米德定律快速演示儀，包括支架、溢水杯、重物、筒狀結構的接水容器、一根帶指針的彈簧以及用于標記所述指針位置的標記物；

所述支架包括立桿、橫桿以及設于所述橫桿下方的托圈，所述橫桿及托圈連接于立桿，所述托圈的高度上下可調；

所述彈簧的上端連接橫桿，所述重物設于接水容器內腔中，所述重物和接水容器均懸吊于彈簧下端，所述托圈托住溢水杯，所述接水容器底端封閉且其殼體側壁上開設缺口，所述溢水杯及托圈可經缺口放入接水容器內腔中并置于重物的正下方。

其中，所述標記物為與彈簧匹配、用來示出彈簧下端拉力值的刻度盤或刻度尺。

或者，所述標記物為一根水平設置的直桿，所述直桿通過一個十字夾頭連接于立桿，所述直桿的高度上下可調。

進一步，所述溢水杯的溢水孔連接一根軟膠管，所述軟膠管通過一個夾子控制其排水管路通斷。

或者，所述溢水杯的溢水孔連接一根軟膠管，所述軟膠管的排水端口處設有一個可拔出的塞子。

優選的，所述立桿攻絲并連接一個絲母，所述立桿上套設有一個連接頭，所述托圈上連接有一根水平設置的支桿，所述支桿通過連接頭與立桿連接，所述絲母位于連接頭下方，所述連接頭上設有導向平鍵，所述立桿上豎直開設有與導向平鍵相匹配的導向鍵槽，旋動所述絲母可推著連接頭往上移動，從而調整所述托圈的高度。

進一步，所述立桿上還套設有一個平面軸承，所述平面軸承設于絲母與連接頭之間，所述平面軸承的上平面墊圈抵靠住連接頭、下平面墊圈抵靠住絲母。

作為一種優選的實施方案，所述重物包括一個透明塑料材質的1號礦泉水瓶，所述1號礦泉水瓶內盛裝有食鹽水且其瓶口通過1號瓶蓋密封。

其中，所述接水容器為一個透明塑料材質的2號礦泉水瓶，所述2號礦泉水瓶的側壁上被挖除一塊，從而形成所述缺口，所述2號礦泉水瓶的瓶口通過2號瓶蓋蓋住。

進一步，所述1號瓶蓋位于2號瓶蓋下方并通過第一繩線與2號瓶蓋連接，所述2號瓶蓋再通過第二繩線連接彈簧的下端。