浮力、重力演示装置的制作方法

本实用新型涉及一种浮力、重力演示装置。

背景技术：

物理学从根本上说是实验的科学，任何物理学理论都是从实验现象中抽象出来并要受到实验检验的。现象是物理学的根源，通过观察现象来学习物理是一条有效的途径，有些现象，不通过实验演示，很难让学生形成清晰的物理图像。演示实验能起到激发学生兴趣、促进学生思考、加深学生对相关知识的理解的作用。一个精彩的演示实验是以仪器为支柱的，离开了仪器，演示和实验就无法进行，只能是纸上谈兵，因此巧妙地构思和研制演示教具，具有重要的教育意义和应用价值。物理教学中，浮力的产生以及浮力与重力之间的关系，很难用语言去描述，学生不能有直观印象，只能凭借自己的理解能力去理解学习，容易使学生产生畏难情绪，不利于物理的学习，目前也没有合适的教具具体演示浮力、重力之间的关系。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可演示重力和浮力关系的浮力、重力演示装置。

为解决上述技术问题，本实用新型包括顶部敞口的盛放桶，所述盛放桶底壁上密封固装有顶部敞口的浮力桶，所述浮力桶侧壁的下部均匀环布有多个进水孔，所述浮力桶的顶部可拆卸式的密封安装有浮力盖，所述浮力盖上开设有出气孔，所述浮力桶顶部设有重力桶，所述重力桶内设有配重砝码，所述重力桶的底部安装有重力盖，所述重力盖上对应浮力盖的每个出气孔设有卡杆，所述卡杆的外径小于出气孔的内径使两者之间形成出气间隙，所述重力盖下表面的周边与浮力盖上表面的周边可在重力桶的作用下密封贴合。

所述盛放桶的内径由下向上逐渐增大。

所述重力桶的顶部设有压装板，所述压装板的顶面固装有压杆。

所述压杆的顶端固装有水平设置的横杆，所述横杆的两端对应卡装在盛放桶顶面上设置的沉槽内，所述横杆的长度小于盛放桶的外径、大于盛放桶的内径。

所述重力盖的下表面设有凹槽，所述卡杆设置在凹槽的底面上。

所述重力桶内间隔固装有多个分隔片，多个分隔片将重力桶内腔分隔为多个配重腔，所述配重砝码设置在配重腔内。

所述浮力盖的顶面上对称设有定位孔，所述重力盖上对应定位孔设有可卡入定位孔的定位杆。

所述浮力盖螺装在浮力桶上，所述浮力盖和浮力桶之间设有密封垫。

采用上述结构后，本实用新型通过设置浮力桶和重力桶，浮力桶下部设置进水孔，浮力盖上开设出气孔，重力盖和浮力盖周边紧密贴合，向盛放桶内倒入水时，水从进水孔进入浮力桶内，浮力桶内的气体逐渐受到水的压力、气体压缩、气体压力逐渐增大，当盛放桶内水压与浮力桶内气体压力一致时，水无法进入浮力桶内，当水压逐渐增大时，浮力桶内的气体受外部水的压力，从出气孔排出，排出的同时对重力桶产生向上的推力，通过改变重力桶内配重砝码的重量，可以观察重力桶何时在气体的作用下浮起，从而观察重力和浮力之间的关系，且随着盛放桶内水的液位变化，重力桶浮起的时间也会随之变化，水多、液位高时，浮力桶所受的压强大，气体被压缩的时间缩短，重力桶浮起时间也随之缩短，从而便于直观的观察浮力的产生，以及重力和浮力的关系，使物理原理更生动，提高学生的学习兴趣，也使学生在实验过程中充分进行思维活动，使学生在学习过程中主动钻研学习。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1俯视的结构示意图；

图3为浮力桶和重力桶的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，浮力、重力演示装置包括顶部敞口的盛放桶1，盛放桶1的外表面上设有刻度线，盛放桶1的内径由下向上逐渐增大，即盛放桶1为扩口状，便于其他装置的放置与安装。盛放桶1底壁上密封固装有顶部敞口的浮力桶2，浮力桶2呈圆柱状，浮力桶2侧壁靠近其底部均匀环布有多个进水孔21，浮力桶2的顶部可拆卸式的密封安装有浮力盖，本实用新型中浮力盖22螺装在浮力桶2上，为提高浮力盖22和浮力桶2之间连接的密封性，在浮力盖22和浮力桶2之间压装有密封垫4，浮力盖22上开设有多个出气孔23，浮力桶2顶部设有重力桶3，本实用新型中重力桶3也呈圆柱状，且重力桶3的外径与浮力桶2的外径一致，重力桶3内设有配重砝码32，为方便调节重力桶3自身的重量，重力桶3内间隔固装有多个分隔片31，多个分隔片31将重力桶3内腔分隔为多个配重腔，配重砝码设置在配重腔内，使用时可放置合适重量及数量的配重砝码，以此展示重力和浮力之间的关系。

重力桶3的底部敞口便于放置配重砝码，重力桶3底部密封安装有重力盖33，本实用新型中重力盖33螺装在重力桶3底部从而将其底部封闭，重力盖33的外径与浮力盖22的外径一致，重力盖33的下表面设有凹槽34，凹槽34的底面上对应浮力盖22的每个出气孔设有卡杆35，卡杆35的外径小于出气孔的内径使两者之间形成出气间隙，即凹槽34的设置位置正好将浮力盖22设置出气孔的整个区域覆盖，使浮力桶2排出的气体聚集在凹槽34处，从而使气体更好地对重力桶3产生向上的力。本实施例中在未施加压力的情况下，重力盖33下表面的周边与浮力盖22上表面的周边可在重力桶3的作用下密封贴合，防止浮力桶2内的气体从浮力盖22和重力盖33的周边逸出。为便于重力桶3的放置，在浮力盖22的顶面上对称设有定位孔，重力盖33上对应定位孔设有可卡入定位孔的定位杆36，放置重力桶3时只需将定位杆插入定位孔内，卡杆35即可插入对应的出气孔内，安装方便。

重力桶3的顶部设有其底面可压装在重力桶3顶部的压装板5，压装板5的顶面固装有上伸设置的压杆6，压杆6的顶端固装有水平设置的横杆7，横杆7的两端对应卡装在盛放桶1顶面上设置的沉槽内，横杆7的长度小于盛放桶1的外径、大于盛放桶1的内径。

本实用新型的原理为：浮力是指物体在流体中，各表面受流体压力的差，浮力的方向与重力方向相反，竖直向上；物体在液体中下表面受到的压力大于物体在液体中上表面受到的压力，所以合力为F向上-F向下，原因是液体内部向各个方向都有压强，那么物体上表面受到液体给它的一个向下的压力，而物体下表面受到液体给它的一个向上的压力；由于在同种液体中，深度越大，压强越大，所以物体下表面受到的压力很明显大于物体上表面受到的压力。

进行实验时，将浮力盖22螺装在浮力桶2上使浮力桶2顶部密封，将适宜重量的配重砝码卡入合适的配重腔内，将重力盖33密封螺装在重力桶3上，然后将重力桶3放置在浮力盖22上，重力盖33上的定位杆插入定位孔内使重力盖33和浮力盖22相对定位，从而使卡杆35插入对应的出气孔内，在重力桶3重力作用下，重力盖33和浮力盖22周边紧密贴合，然后将压装板5压装在重力桶3顶部，横杆7的两端卡在盛放桶1顶部的沉槽内，然后向盛放桶1内倒水将重力桶3没入液面以下，用手紧紧压住横杆7，此时浮力桶2内压力较小，水从进水孔21进入浮力桶2内，浮力桶2内的气体逐渐受到水的压力、气体压缩、气体压力逐渐增大，当盛放桶1内水压与浮力桶2内气体压力一致时，水无法进入浮力桶2内，松开横杆7，将压装板5拿出，浮力桶2内的气体受外部水的压力，从出气孔排出，排出的同时对重力桶3产生向上的推力，通过改变重力桶3内配重砝码的重量，可以观察重力桶3何时在气体的作用下浮起，从而观察重力和浮力之间的关系，且随着盛放桶1内水的液位变化，重力桶3浮起的时间也会随之变化，水多、液位高时，浮力桶2所受的压强大，气体被压缩的时间缩短，重力桶3浮起时间也随之缩短，从而便于直观的观察浮力的产生，以及重力和浮力的关系，使物理原理更生动，提高学生的学习兴趣，也使学生在实验过程中充分进行思维活动，使学生在学习过程中主动钻研学习。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型。前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。但凡在本实用新型的发明构思范围之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。