本发明涉及一种物理教学用具，具体地说是一种中学物理浮力教学演示系统。
背景技术
浮力教学过程中，有必要采用合适的很少进行演示，便于学生更好地理解相关概念，开展相关学习。一般的处理和展示方式，大多无法满足要求，有必要根据需要进行改进。现有的物理教学中，就缺少这样的随堂实验装置，老师要么完全依靠书本知识进行教学，要么自己制作一些不规范的自制教具来帮助学生理解物理知识，无论是教具的可靠性以及实际的教学目的都达不到理想的效果。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题，是提供一种中学物理浮力教学演示系统，能够解决现有技术中所存在的上述问题。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案来实现：
一种中学物理浮力教学演示系统，包括支撑机构，支撑机构包括设置于桌面上的基座，基座的左端部设置有立柱承载板，立柱承载板上设置有与基座垂直的立柱，基座的右端部设置有第二立柱承载板，第二立柱承载板上设置有与基座垂直的第二立柱，立柱的上端部和第二立柱的上端部之间设置有垂直于立柱和第二立柱的横杆，横杆的最右端上平面设置有向横杆左侧延伸的滑槽，在基座上位于立柱的右侧设置有举升机构，举升机构包括与基座固定的举升基座，举升基座的前侧面上设置有通孔，举升基座的上平面的左端和右端分别设置有左举升定位孔和右举升定位孔，举升基座的上平面上且位于左举升定位孔和右举升定位孔之间设置有举升齿轮容纳槽和中部举升孔，中部举升孔位于举升齿轮容纳槽的右侧且两者连通设置，通孔与举升齿轮容纳槽连通设置，举升齿轮容纳槽内设置有与举升齿轮容纳槽大小和形状相适应的举升齿轮，举升齿轮沿周向设置有啮合齿且其圆心位置装配有举升齿轮轴，举升齿轮轴的一端穿过举升齿轮的圆心与举升齿轮槽的对应内壁上的轴孔转动配合，举升齿轮轴的另一端穿过通孔与摇臂承载杆的一个端部装配，摇臂承载杆的另一端装配有举升摇臂，举升齿轮在与举升齿轮槽装配时的顶端低于举升齿轮槽的顶端，举升基座上设置有与举升基座上平面接触的举升台，举升台的下平面的左端和右端设置有分别与左举升定位孔和右举升定位孔装配的左定位杆和右定位杆，举升台的下平面且位于左定位杆和右定位杆之间设置有与中部举升孔装配的举升齿条杆，举升齿条杆的左侧设置有齿条，齿条与举升齿轮上的啮合齿啮合，举升台的上平面中间位置设置有水杯固定槽，水杯固定槽上固定有开口朝上的方形水杯，方形水杯内部设置有沿前后方向延伸的隔板以将方形水杯分隔成左杯体和右杯体，左杯体的左侧上端设置有左出水管，右杯体的右侧上端设置有右出水管，举升台的上平面位于水杯固定槽的左侧设置有左量杯固定槽，举升台的上平面位于水杯固定槽的右侧设置有右量杯固定槽，左量杯固定槽上设置有开口朝上的左量杯，右量杯固定槽上设置有开口朝上的右量杯，左出水管伸入左量杯的开口，右出水管伸入右量杯的开口，左杯体内装有纯净水，右杯体内装有盐水，纯净水或盐水在左杯体或右杯体内的高度与左出水管或右出水管的最下端的高度相等，滑槽上装配有与滑槽滑动配合的重块测量机构，重块测量机构包括测量机构本体，测量机构本体上设置有沿左右方向贯通的滑动开口，滑动开口的顶端设置有与滑槽滑动装配的滑动凸起，滑动机构本体的上平面上设置有滑动手柄，滑动机构本体的下平面上固连有电子秤一，电子秤一的下平面设置有分别用于悬挂重块一和重块二的挂钩一和挂钩二，重块一或重块二与挂钩一或挂钩二装配后且举升机构位于最低点时重块一或重块二的底面高于纯净水或盐水的水平面，且重块的底面与纯净水或盐水的水平面的距离小于举升齿条杆的齿条长度的五分之一，电子秤一的前侧面上设置有用于分别显示重块一重量和重块二重量的显示屏一和显示屏二，基座上平面前部且位于举升机构的右侧设置有电子秤二。
作为另一种限定，立柱与立柱承载板一体成型，立柱承载板与基座通过螺栓固定。第二立柱与第二立柱承载板一体成型，第二立柱承载板与基座通过螺栓固定。
作为限定，横杆的左端部设置有横杆承载盒，横杆承载盒的左端面设置有螺栓孔，立柱左侧上端面设置有螺纹孔，横杆承载盒套装于立柱的上端并通过承载螺栓穿过螺栓孔和螺纹孔实现拧紧以固定立柱和横杆。
作为另一种限定，立柱上端的右端面与横杆承载盒的内壁通过焊接固定。
作为更进一步的限定，滑槽的长度与横杆的总长度的比值在三分之二到四分之三之间，重块的高度与举升齿条杆的齿条长度的比值在二分之一到五分之四之间。
作为限定，基座的底部前后方向设置有贯通基座的开口一，基座的底部左右方向设置有贯通基座的开口二。
举升台的上平面上设置有左固定支架和右固定支架，左固定支架和右固定支架上固定有用于固定方形水杯、左量杯以及右量杯的固定套圈。
本发明由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：
本发明可以通过举升机构对水杯和量杯的高度进行调整，使水杯和量杯向上移动，当重块进入水杯时水溢出，重块测量机构显示数值变小，水溢出后流入量杯，此时测量量杯中溢出水的重量与重块测量机构显示数值变小的数量，即浮力是否等于排水的重力。因此本发明可通过上诉结构精确地进行浮力演示，操作简单，且保证教学生动有趣。
综上，本发明实用性高，能够满足浮力教学需求，并能达到很好的教学效果。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
根据本发明实施例的中学物理浮力教学演示系统，包括支撑机构，支撑机构包括设置于桌面上的基座，基座的左端部设置有立柱承载板，立柱承载板上设置有与基座垂直的立柱，基座的右端部设置有第二立柱承载板，第二立柱承载板上设置有与基座垂直的第二立柱，立柱的上端部和第二立柱的上端部之间设置有垂直于立柱和第二立柱的横杆，横杆的最右端上平面设置有向横杆左侧延伸的滑槽，在基座上位于立柱的右侧设置有举升机构，举升机构包括与基座固定的举升基座，举升基座的前侧面上设置有通孔，举升基座的上平面的左端和右端分别设置有左举升定位孔和右举升定位孔，举升基座的上平面上且位于左举升定位孔和右举升定位孔之间设置有举升齿轮容纳槽和中部举升孔，中部举升孔位于举升齿轮容纳槽的右侧且两者连通设置，通孔与举升齿轮容纳槽连通设置，举升齿轮容纳槽内设置有与举升齿轮容纳槽大小和形状相适应的举升齿轮，举升齿轮沿周向设置有啮合齿且其圆心位置装配有举升齿轮轴，举升齿轮轴的一端穿过举升齿轮的圆心与举升齿轮槽的对应内壁上的轴孔转动配合，举升齿轮轴的另一端穿过通孔与摇臂承载杆的一个端部装配，摇臂承载杆的另一端装配有举升摇臂，举升齿轮在与举升齿轮槽装配时的顶端低于举升齿轮槽的顶端，举升基座上设置有与举升基座上平面接触的举升台，举升台的下平面的左端和右端设置有分别与左举升定位孔和右举升定位孔装配的左定位杆和右定位杆，举升台的下平面且位于左定位杆和右定位杆之间设置有与中部举升孔装配的举升齿条杆，举升齿条杆的左侧设置有齿条，齿条与举升齿轮上的啮合齿啮合，举升台的上平面中间位置设置有水杯固定槽，水杯固定槽上固定有开口朝上的方形水杯，方形水杯内部设置有沿前后方向延伸的隔板以将方形水杯分隔成左杯体和右杯体，左杯体的左侧上端设置有左出水管，右杯体的右侧上端设置有右出水管，举升台的上平面位于水杯固定槽的左侧设置有左量杯固定槽，举升台的上平面位于水杯固定槽的右侧设置有右量杯固定槽，左量杯固定槽上设置有开口朝上的左量杯，右量杯固定槽上设置有开口朝上的右量杯，左出水管伸入左量杯的开口，右出水管伸入右量杯的开口，左杯体内装有纯净水，右杯体内装有盐水，纯净水或盐水在左杯体或右杯体内的高度与左出水管或右出水管的最下端的高度相等，滑槽上装配有与滑槽滑动配合的重块测量机构，重块测量机构包括测量机构本体，测量机构本体上设置有沿左右方向贯通的滑动开口，滑动开口的顶端设置有与滑槽滑动装配的滑动凸起，滑动机构本体的上平面上设置有滑动手柄，滑动机构本体的下平面上固连有电子秤一，电子秤一的下平面设置有分别用于悬挂重块一和重块二的挂钩一和挂钩二，重块一或重块二与挂钩一或挂钩二装配后且举升机构位于最低点时重块一或重块二的底面高于纯净水或盐水的水平面，且重块的底面与纯净水或盐水的水平面的距离小于举升齿条杆的齿条长度的五分之一，电子秤一的前侧面上设置有用于分别显示重块一重量和重块二重量的显示屏一和显示屏二，基座上平面前部且位于举升机构的右侧设置有电子秤二。
本发明的实施例中，横杆的最右端上平面设置有向横杆左侧延伸的滑槽，滑槽的长度可以根据重块在方形水杯上方的位置进行相应设计，需要保证重块一和重块二能够在方形水杯的开口内自由移动即可，重块测量机构可以在滑槽上自由滑动，通过滑动开口上的滑动凸起与滑槽的配合，有效保证了二者之间承载的可靠性，同时重块测量机构上设置有电子秤一，电子秤一上的显示屏一和显示屏二在重块一和重块二未与纯净水和盐水接触时分别显示一测量数值，举升机构包括举升基座、举升齿轮以及举升台等，通过摇动举升摇臂，可以带动举升齿轮转动，进而带动与之啮合的举升齿条杆上下运动，当举升齿条杆向上运动时，可以使举升台上的方形水杯、左量杯以及右量杯向上运动，进而使重块一和重块二分别进入装有纯净的左杯体和装有盐水的右杯体，以使水杯中的纯净水和盐水溢出，并分别流入左量杯和右量杯中，当重块一和重块二下沉到合适位置时，电子秤上的显示屏一和显示屏二分别显示重块一和重块在浮力作用下的另一组测量数值，此时实验结束，操作举升机构下移至最低端，此时将左量杯和右量杯至于电子秤二上，此时第二显示屏上即可显示出相应测量数值，该组测量数值为电子秤二的实测数值分别减去左量杯和右量杯的重量，如果此组测量数值分别等于电子秤一的显示屏一在重块一未与纯净水接触的显示数值减去实验结束时显示屏一的显示数值，以及显示屏二在重块二未与盐水接触的显示数值减去实验结束时显示屏二的显示数值，则证明f浮＝g排，(g排等于流入左量杯或右量杯中的水或盐水的重量，f浮等于电子秤一的显示屏一在重块一未与纯净水接触的显示数值减去实验结束时显示屏一的显示数值或显示屏二在重块二未与盐水接触的显示数值减去实验结束时显示屏二的显示数值，即重块在水中或盐水中的浮力，)。
如此，本发明可在不同密度液体下进行浮力实验，提高实验趣闻性。
进一步地，立柱与立柱承载板一体成型，立柱承载板与基座通过螺栓固定，第二立柱与第二立柱承载板一体成型，第二立柱承载板与基座通过螺栓固定。
本发明的实施例中，立柱与立柱承载板一体成型，加工方便且制造成本低，同时立柱承载板与基座通过螺栓固定，保证了承载可靠性。
进一步地，横杆的左端部设置有横杆承载盒，横杆承载盒的左端面设置有螺栓孔，立柱左侧上端面设置有螺纹孔，横杆承载盒套装于立柱的上端并通过承载螺栓穿过螺栓孔和螺纹孔实现拧紧以固定立柱和横杆。
同时，本发明在基座右端部相应设置有第二横杆承载盒、第二承载螺栓、第二立柱以及第二立柱承载板，上述结构的承载固定方式与左端部相同，如此，可保证横板固定稳定。
进一步地，滑槽的长度与横杆的总长度的比值在三分之二到四分之三之间，重块的高度与举升齿条杆的齿条长度的比值在二分之一到五分之四之间。
本发明的实施例中，滑槽的长度与横杆的总长度的比值在三分之二到四分之三之间，这样可保证重块测量机构在滑槽内的滑动距离，以进一步方便实验的操作；同时重块的高度与举升齿条杆的齿条长度的比值在二分之一到五分之四之间，这样既可保证重块在纯净水或盐水中可以有足够的下沉距离，同时由于重块与挂钩装配后且在举升机构位于最低点时重块的底面与纯净水或盐水的水平面的距离小于举升齿条杆的齿条长度的五分之一，这样也保证了如果所选重块的密度大于纯净水或盐水的密度时重块可完全沉入其中，以保证实验目的。
进一步地，基座的底部前后方向设置有贯通基座的开口一，基座的底部左右方向设置有贯通基座的开口二。
由此，开口一和开口二的设计可以保证基座与桌面的稳定接触。
优选地，举升台的上平面上设置有左固定支架和右固定支架，左固定支架和右固定支架上固定有用于固定方形水杯、左量杯以及右量杯的固定套圈。
如此，可防止实验时发生倾倒导致实验失败。
以上仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。