[發明專利]一種組合測量及其數據驗證物理基礎的操作方法

有效

• 申請號: 202110512633.0
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113240981B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 張曉英;曾安榮;陳佳茜
• 申請（專利權）人: 湖州師范學院
• 主分類號: G09B23/12
• 分類號: G09B23/12
• 代理公司: 合肥創智銘企知識產權代理事務所(普通合伙) 34231
• 代理人: 彭思思

1.一種組合測量及其數據驗證物理基礎的操作方法，其特征在于，包括：

步驟一：人工啟動電機（61）的啟動開關（611）的正轉按鈕，帶動兩處的第一驅動部（43）同時傳動，進而分別帶動兩處拉線機構（42）傳動，第二齒輪（424）帶動繞線柱（4 23）轉動，一頭固定在繞線柱（423）上的細線（50）慢慢纏繞收聚，同時浮力件（5）被慢慢向上拉起并最終與蓄水箱（412）下端的對接管（413）配合對接，并通過啟動開關（611）關停電機（61）；

步驟二：人工分別向兩個盛水箱2內灌入溶液a和溶液b至液面與溢出口（21）的最低處相平；

步驟三：人工啟動電機（61）的啟動開關（611）的反轉按鈕，相對于步驟一，兩處的第一驅動部（43）同時進行反向傳動，帶動兩處拉線機構（42）傳動，第二齒輪（424）帶動繞線柱（423）轉動，細線（50）逐漸放松，浮力件（5）慢慢脫離蓄水箱（412），細線（50）完全放松后，浮力件（5）落入盛水箱（2）內并漂浮在液面上，同時通過溢出口21排出溶液，過程中電機（61）反轉進行與正轉相同時間后自動關閉；

步驟四：排出溶液分別進入測量機構（7）內，通過量杯（73）讀出第一次排出溶液的體積V_排a1和V_排b1，通過電子秤（72）讀出m_排a1和m_排a2，并通過公式m=ρ·V，得出ρ_液a1和ρ_液b1；

步驟五：人為向兩處的蓄水箱（412）及儲水箱（31）內的兩個儲水空間（312）灌入與盛水箱2對應的溶液a和溶液b，并記錄兩側稱重器（411）顯示的數值m_a總和m_b總，該數值分別為加入的溶液a和溶液b的質量；

步驟六：重復步驟一的工作，此時，浮力件（5）在向上升起的過程中，第二驅動部（33）同時經電機（61）帶動進行傳動，并將兩處儲水空間（312）下的第二開關單元（32）打開，溶液a和溶液b分別補充灌入盛水箱（2）內；浮力件（5）上部的對接部（51）經對接管（413）呈喇叭狀的下端部引導逐漸上升配合進入對接管（413）內部，接著傳動桿（531）與傳動部（4142）相觸碰，隨著浮力件（5）繼續向上運動，傳動桿（531）向下帶動第一齒條（532）向下運動，第一齒輪（522）跟著轉動，帶動球閥（52）轉動打開通道（511），當傳動件（53）運動到極限位置后，浮力件（5）繼續向上運動，傳動部（4142）開始向上帶動第一閘板（4141）向上運動，注水口（4121）被打開，溶液a和溶液b分別從兩處蓄水箱（412）內進入到浮力件（5）內部的儲水空間（541），此時關停電機（61），并在一定時間后再次重啟電機（61）反轉，第二驅動部（33）反向傳動帶動第二開關單元（32），第二閘板（325）復位關閉灌液通道（324），接著人為搖動搖桿（722），通過圓桿（720）相連兩處的電子秤（72）及量杯（73）同時向下轉動，兩個量杯（73）內部的均溶液倒入回收箱（74）內，接著反轉搖桿（722）快速復位電子秤（72）及量杯（73）；與此同時細線（50）放松，浮力件（5）向下運動，傳動部（4142）受到的向上作用力逐漸減小，同時在蓄水箱（412）內部的水壓作用下，配合第一彈簧（4140）的彈性拉力，第一閘板（4141）向下運動關閉注水口（4121），隨著浮力件（5）的繼續下落，傳動部（4142）與傳動桿（531）分離，在第二彈簧（530）的彈性作用力下，第一齒條（532）向上運動，帶動第一齒輪（522）轉動，球閥（52）轉動關閉通道（511），浮力件（5）落入盛水箱（2）內并再次排出溶液；

步驟七：重復步驟四，得出ρ_a2和ρ_b2；讀出兩側稱重器411數據m_a1及m_b1，通過數據相減m_a總-m_a1和m_b總-m_b1得出分別加入浮力件5內部的溶液a和溶液b的質量m_a加1及m_b加1，并分別與浮力件（5）自身的質量m_物a初及m_物b初相加得出此時浮力件（5）的質量m_物a1=m_物a初+m_a加1，m_物b1=m_物b初+m_b加1，通過已知的浮力件（5）體積V_物a、V_物b，利用公式m=ρ·V，得出ρ_物a1和ρ_物b1；

步驟八：重復步驟六、步驟七并記錄數據和每次浮力件（5）在溶液中的狀態，直至兩處浮力件（5）均沉沒與溶液中，通過多次測量排液的密度ρ_液an和ρ_液bn相加處理得出平均值即為溶液a和溶液b的密度ρ_液a及ρ_液b，并與每次的ρ_物a和ρ_物b進行對比，結合兩個浮力件（5）分別在溶液中的狀態，得出實驗結論。