本技术属于教学实验装置,具体涉及数字化探究浮力产生原因的实验装置。
背景技术:
1、浮力指物体在流体(包括液体和气体)中,各表面受流体(液体和气体)压力的差(合力),教材中通过图示加上理论推导的方式探究浮力产生的原因,物体四周同一深度处由于压强相等,压力的作用效果相互抵消,而因为液体压强随深度的增加而增大,所以物体下表面受到的向上的压力要大于,上表面向下的压力,上下表面受到的压力差即为浮力。
2、后来也有一些教师利用实验的方式来探究浮力产生的原因,但是以上两种方式虽然能让学生理解浮力产生原因是上下表面的压力差,但是过于抽象,学生还不能够直观的观察到前后左右的压力相互抵消,以及浮力大小与深度无关,学生不易深入理解知识。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供数字化探究浮力产生原因的实验装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
3、数字化探究浮力产生原因的实验装置,包括:
4、玻璃盒,所述玻璃盒内部设置有若干水,所述玻璃盒内部活动安装有矩形体;
5、数显组件,所述数显组件包括位于矩形体内部设置的压强计以及与压强计固定连接的压强传感器,所述压强传感器一侧连接有电脑;
6、调节组件,所述调节组件位于玻璃盒内部一侧设置,所述调节组件包括调节框以及位于调节框内部活动安装的螺纹块,所述螺纹块远离调节框一侧固定安装有驱动块,所述驱动块远离螺纹块一侧与矩形体活动连接。
7、优选的,所述矩形体为中空结构,所述矩形体外部通过开槽活动镶嵌有两个橡皮膜,两个所述橡皮膜位于矩形体两侧对称设置,两个所述橡皮膜靠近矩形体内部一侧均固定安装有压强计,所述压强计远离橡皮膜一侧固定安装有橡胶管,所述橡胶管远离压强计一端固定安装有压强传感器,所述压强传感器远离橡胶管一侧通过数据线与电脑电性连接。
8、优选的,所述玻璃盒内部一侧固定安装有调节框,所述调节框内部通过轴承活动安装有螺纹杆,所述螺纹杆外部通过螺纹旋合安装有螺纹块,所述螺纹块与调节框内壁滑动贴合,所述调节框顶端通过轴承活动安装有旋钮,所述旋钮与螺纹杆的轴传动连接。
9、优选的,所述螺纹块靠近矩形体一侧固定安装有驱动块,所述驱动块远离螺纹块一侧通过轴承活动安装有转轴,所述转轴远离驱动块一端固定安装有u形架,所述u形架内部活动安装有压板。
10、优选的,所述u形架顶端中心处通过螺纹旋合安装有螺栓,所述螺栓靠近压板一端通过轴承活动安装于压板一侧,所述矩形体靠近u形架一侧固定安装有安装板。
11、优选的,所述转轴靠近驱动块一侧固定安装有从动齿轮,所述驱动块靠近从动齿轮一侧开设有腔体,所述腔体内部固定安装有防水马达,所述防水马达输出端伸出腔体外侧,所述防水马达输出端固定连接有主动齿轮,所述主动齿轮与从动齿轮啮合。
12、与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
13、(1)本实用新型通过将两个压强计放在水中,并改变他们的深度以及相对位置,再利用电脑通过压强传感器读取压强计上的数值,不仅直观展现了矩形体六个面的压强大小,也非常形象地展示浮力产生的原因,清晰地展现了浸没在液体中的物体受到浮力大小与深度无关,同时体现了现代科学技术与教学有效融合,激发学生学习兴趣和培养学生利用物理知识应用于生活的能力。
14、(2)本实用新型通过安装板将矩形体安装在u型架中,通过螺纹块带动矩形体在玻璃盒中上下运动,以此来配合实验操作将两个压强计置于不同深度的水中,并观察压强数值的变化,同时通过防水马达带动转轴旋转,以此带动整个矩形体进行翻转,使两个压强计的位置发生变动,可以观察在不同深度两个压强计的压强差是否有变化。
1.数字化探究浮力产生原因的实验装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的数字化探究浮力产生原因的实验装置,其特征在于,所述矩形体(11)为中空结构,所述矩形体(11)外部通过开槽活动镶嵌有两个橡皮膜(21),两个所述橡皮膜(21)位于矩形体(11)两侧对称设置,两个所述橡皮膜(21)靠近矩形体(11)内部一侧均固定安装有压强计(22),所述压强计(22)远离橡皮膜(21)一侧固定安装有橡胶管(23),所述橡胶管(23)远离压强计(22)一端固定安装有压强传感器(24),所述压强传感器(24)远离橡胶管(23)一侧通过数据线与电脑(25)电性连接。
3.根据权利要求1所述的数字化探究浮力产生原因的实验装置,其特征在于,所述玻璃盒(1)内部一侧固定安装有调节框(31),所述调节框(31)内部通过轴承活动安装有螺纹杆(32),所述螺纹杆(32)外部通过螺纹旋合安装有螺纹块(33),所述螺纹块(33)与调节框(31)内壁滑动贴合,所述调节框(31)顶端通过轴承活动安装有旋钮(34),所述旋钮(34)与螺纹杆(32)的轴传动连接。
4.根据权利要求2所述的数字化探究浮力产生原因的实验装置,其特征在于,所述螺纹块(33)靠近矩形体(11)一侧固定安装有驱动块(35),所述驱动块(35)远离螺纹块(33)一侧通过轴承活动安装有转轴(36),所述转轴(36)远离驱动块(35)一端固定安装有u形架(37),所述u形架(37)内部活动安装有压板(38)。
5.根据权利要求4所述的数字化探究浮力产生原因的实验装置,其特征在于,所述u形架(37)顶端中心处通过螺纹旋合安装有螺栓(39),所述螺栓(39)靠近压板(38)一端通过轴承活动安装于压板(38)一侧,所述矩形体(11)靠近u形架(37)一侧固定安装有安装板(310)。
6.根据权利要求5所述的数字化探究浮力产生原因的实验装置,其特征在于,所述转轴(36)靠近驱动块(35)一侧固定安装有从动齿轮(311),所述驱动块(35)靠近从动齿轮(311)一侧开设有腔体(312),所述腔体(312)内部固定安装有防水马达(313),所述防水马达(313)输出端伸出腔体(312)外侧,所述防水马达(313)输出端固定连接有主动齿轮(314),所述主动齿轮(314)与从动齿轮(311)啮合。