[發(fā)明專利]一種新型探究液體內(nèi)部壓強規(guī)律的實驗裝置及其實驗方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010699553.6
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111667746A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張彥波;孫怡晨;王多峰;萬子倫;谷灃洋;陳明月;金禹達
• 申請（專利權(quán)）人: 河南大學(xué)
• 主分類號: G09B23/12
• 分類號: G09B23/12
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 張立強

本發(fā)明提供一種新型探究液體內(nèi)部壓強規(guī)律的實驗裝置及其實驗方法。該裝置包括：光照度計、液體容器、光源、光源固定架、橡膠軟管和注射器；所述液體容器的側(cè)壁包覆有可旋轉(zhuǎn)的不透光紙板、底部開設(shè)有通孔；在所述不透光紙板上沿液體容器的高度方向開設(shè)有兩條對稱細縫；所述光照度計用于檢測由對稱細縫透出的光線的光強度值，所述光線由光源發(fā)出，光源固定在所述光源固定架上；所述注射器通過橡膠軟管與所述液體容器的底部通孔相連接，在所述橡膠軟管上設(shè)置有控制閥。本發(fā)明無需人為改變探頭深度及方向，可有效降低人為因素的干擾，減小誤差，并且操作過程簡單，通過該實驗方法檢測的數(shù)據(jù)的有效性和準確性較高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及中學(xué)物理實驗裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型探究液體內(nèi)部壓強規(guī)律的實驗裝置及其實驗方法。

背景技術(shù)

目前，中學(xué)物理教材中對液體內(nèi)部壓強的探究主要是利用薄膜發(fā)生一定的形變，引起U 型管內(nèi)液體產(chǎn)生不同的高度差這一現(xiàn)象，根據(jù)這一現(xiàn)象對液體內(nèi)部的壓強大小進行判斷，從而將抽象的液體內(nèi)部壓強轉(zhuǎn)化為具體的可視的液面高度差。雖然這種方式可以達到實驗?zāi)康模@種方式也存在一些不足之處：一是U型管需要用鐵架臺來固定，在固定時，并不能保證U型管是與地面垂直的；二是僅通過U型管內(nèi)液面高度差來判斷液體內(nèi)部的壓強，無法定量分析；三是通過在特定的深度改變探頭的方向時，需要手動轉(zhuǎn)換薄膜探頭的方向，但不能保證探頭一直保持在同一深度。

專利文獻CN203118304U公開了一種液體內(nèi)部壓強探究演示儀，該演示儀將探頭通過連接桿連接在篩狀平衡器上，確保改變探頭在液體中的深度時，探頭在豎直方向上移動；確保探究同一深度的液體壓強而操作探頭的方向時，探頭在液體的深度保持不變。該文獻雖然可以解決上述第三個問題，但是仍存在上述的第一個和第二個問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有的實驗裝置大多利用薄膜發(fā)生一定的形變，引起U 型管內(nèi)液體產(chǎn)生不同的高度差來探究液體內(nèi)部的壓強，存在不能保證U型管與地面的垂直關(guān)系且無法定量分析的問題，本發(fā)明提供一種新型的探究液體內(nèi)部壓強規(guī)律的實驗裝置及其實驗方法，該實驗裝置進行壓強特征檢測時，將抽象的壓強轉(zhuǎn)化為光強度值，進而實現(xiàn)定量分析；并且無需人為改變探頭深度及方向，可有效降低人為因素的干擾，減小誤差，實驗方法操作過程簡單，通過該實驗方法檢測的數(shù)據(jù)的有效性和準確性較高。

本發(fā)明提供一種新型探究液體內(nèi)部壓強規(guī)律的實驗裝置，該裝置包括：光照度計、液體容器、光源、光源固定架、橡膠軟管和注射器；

所述液體容器的側(cè)壁包覆有可旋轉(zhuǎn)的不透光紙板、底部開設(shè)有通孔；在所述不透光紙板上沿液體容器的高度方向開設(shè)有兩條對稱細縫；所述光照度計用于檢測由對稱細縫透出的光線的光強度值，所述光線由光源發(fā)出，光源固定在所述光源固定架上；所述注射器通過橡膠軟管與所述液體容器的底部通孔相連接，在所述橡膠軟管上設(shè)置有控制閥。

進一步地，所述液體容器為圓柱形，所述通孔開設(shè)在底部圓心處位置。

進一步地，所述不透光紙板上設(shè)置有刻度線，所述刻度線用于指示液體容器底部與液體容器頂部之間的距離。

進一步地，所述光源為線性光源，光源長度與液體容器的高度相一致，并且沿長度方向的光源兩端分別與液體容器的底部和頂部相平齊。

進一步地，所述光源固定架的上端和下端均設(shè)置有固定夾，光源通過所述固定夾固定在光源固定架上。

進一步地，所述光照度計采用數(shù)字式光照度計。

本發(fā)明還提供一種新型探究液體內(nèi)部壓強規(guī)律的實驗方法，所述實驗方法采用上述的新型探究液體內(nèi)部壓強規(guī)律的實驗裝置，所述實驗方法包括：

步驟1：確定液體容器的擺放位置，并旋轉(zhuǎn)不透光紙板，使得其中一條細縫朝向光源；

步驟2：進行預(yù)實驗，通過預(yù)實驗確定注射器的推動刻度大小與生成的氣泡大小之間的對應(yīng)關(guān)系；