[实用新型]高实验精度的浮力实验装置

说明书

本实用新型公开了一种高实验精度的浮力实验装置，包括：实验平台；容器组件，其用于放置于承载盘上，容器组件包括外杯体以及固定于外杯体中的内杯体，内杯体的杯身的下部开设有若干孔以使水能够在内杯体与外杯体之间流动；内杯体高于外杯体；支架；伸缩组件以及压靠件。本实用新型通过设置内杯体和外杯体，从而有效防止了空心球对液面的影响，使得所排开液体的体积与其所浸入液体内的体积相等，提高了浮力实验的测量精度。

技术领域

本实用新型涉教育教学器具技术领域，尤其涉及一种中学生用浮力实验装置。

背景技术

浮力实验是高中教学实验课程中的重要内容，中学浮力实验包括多种，例如，沉浮实验、悬浮实验、漂浮实验等。其中，漂浮实验的难度最大，相应的所产生的误差也最大。这种误差多源于实验设备及实验方法不得当。

目前，中学生利用实验设备进行漂浮实验主要存在以下缺陷：

1、空心球(被测试物)在被改变浸入容器内水的体积时，会使液面产生波浪，这种波浪会使更多的水排出容器，从而使得所排出容器的水与空心球浸入水内的体积不等，从而造成误差。

2、为改变空心球浸入水内的体积，现有实验方法是在容器底部设置滑轮，拉绳绕过滑轮，拉绳一端连接在空心球上，另一端与拉力计连接，通过这种方式来测量拉绳的拉力、空心球所排出的体积以及空心球的重力之间的关系，从而验证阿基米德浮力原理。然而，拉绳在向下拉动空心球时，空心球并不稳定，其会出现水平摆动，从而使液面产生波浪，使排出的水的体积产生误差，并且，水对浸入水中的拉绳产生阻力，从而使拉力计所测拉力与对空心球的实际拉力产生较大误差。

3、目前浮力实验所用设备还没有同时测量容器整体重量的功能，使得漂浮实验中空气球的浮力与容器底部所受压力的关系无法验证。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型的实施例提供了一种高实验精度的浮力实验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例采用的技术方案是：

一种高实验精度的浮力实验装置，用于测量空心球的浮力，包括：

实验平台，其上设置有承载盘，所述实验平台与所述承载盘之间设置有第一压力传感器；

容器组件，其用于放置于所述承载盘上，所述容器组件包括外杯体以及固定于所述外杯体中的内杯体，所述内杯体的杯身的下部开设有若干孔以使水能够在所述内杯体与所述外杯体之间流动；所述内杯体高于所述外杯体；

支架，其竖直设置在所述实验平台一侧；

伸缩组件，其竖直的设置于所述支架上；

压靠件，其设置于所述伸缩组件的下端，所述伸缩组件通过伸缩驱动所述压靠件上下移动以使所述压靠件通过抵靠漂浮于所述内杯体上的空心球而改变其浸入内杯体的液体内的体积；

第二压力传感器，其设置于所述伸缩组件与所述压靠件之间。

优选地，所述支架上横置有安装板条，所述安装板条通过管套套设于所述支架上并通过紧定螺钉固定；所述伸缩组件包括竖直设置于所述安装板条下方的外管、从所述外管的下端穿出的伸缩杆、自所述外管的上端伸入所述外管的顶杆；所述顶杆与所述安装板条螺纹连接，所述顶杆用于向下推抵所述伸缩杆，所述外管与所述伸缩杆之间设置有弹簧，所述压靠件设置于所述伸缩杆的下端并用于与所述内杯体相对。

优选地，所述压靠件形成有开口朝下的V型槽，所述V型槽的槽壁用于与所述空心球抵靠。

优选地，所述外杯体的杯口处形成有排液管道。

优选地，所述外杯体的杯身的下部形成有出液管道，所述出液管道上设置有开关阀。