一种直接测量浮力的教学演示装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108062892A(43)申请公布日2018.05.22(21)申请号201610963511.2(22)申请日2016.11.05(71)申请人云南师范大学地址650000云南省昆明市呈贡区雨花片区1号(72)发明人金争和伟王砚生(51)Int.Cl.G09B23/12(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种直接测量浮力的教学演示装置(57)摘要本发明涉及一种直接测量浮力的实验教学装置，该装置包含弹簧秤、定滑轮、轻质细线、轻质空心球、透明容器及如附图所示的结构，该装置通过安装在容器底部的定滑轮将作用在轻质空心球上的向上的浮力直接转换为作用在弹簧秤上的向下的拉力，让学生直观看到和测量到浮力。CN108062892ACN108062892A权利要求书1/1页1.一种直接测量浮力的教学演示装置，该装置将弹簧秤、定滑轮、轻质细线、轻质空心球、透明容器顺序连接，其特征是：安装在容器底部的定滑轮将作用在轻质空心球上的向上的浮力转换为作用在弹簧秤上的向下的拉力，通过连接的弹簧秤刻度测量浮力。2.根据权利要求1所述的装置，其特征是：通过安装在容器底部的定滑轮将向上的浮力转换为向下的拉力，定滑轮可以是其它能够将力方向改变的装置。3.根据权利要求1所述的装置，其特征是：轻质空心球的质量m小于其排开的液体质量M。2CN108062892A说明书1/2页一种直接测量浮力的教学演示装置技术领域[0001]本发明涉及一种直接测量浮力的实验装置，可直观地演示浮力和直接测量浮力，其优点是直接测量浮力，可作为中小学物理教学的演示仪器。背景技术[0002]目前，公知的浮力测量方法是测量物体的重量减去物体放入液体后的重量之差。还有一种是测量物体放入液体后所排出液体的重量。这两种方法都是测量重量而不是直接测量浮力，对理解、感受浮力造成一定的困难。现行中学物理中的浮力教学主要采用第一种方法，实验中学生看到的是测量到物体的重量及重量差，测量到的是向下的力。但是浮力是向上的力，学生在实验中没有看到直接测量浮力也没有直接看到浮力，学生要理解浮力就必须经过比较复杂的想象抽象过程，这给教学造成了一定的困难。发明内容[0003]为了帮助学生更好地理解浮力，提高浮力实验的教学效果，本发明提供了一种新的直接测量浮力的装置，可以让学生用弹簧秤直接测量到浮力，让学生直观感知和测量到浮力，提高浮力的实验教学效果。[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在一个透明容器的底部安置一个小滑轮，用一根细线穿过小滑轮，细线的一端连接弹簧秤，另一端连接轻质空心球。当透明容器注入液体时，轻质空心球受到向上的浮力，这个浮力通过细线经过底部的小滑轮（可以是一个定滑轮或两个定滑轮）转化为作用在弹簧秤上的向下拉力，此时可以认为弹簧秤直接测量到了轻质空心球受到的向上浮力。当轻质空心球的质量m远远小于其排开的液体质量M时，弹簧秤测得的向下的力就可以近似为是轻质空心球受到的向上浮力，这样就实现了对浮力的直接测量。弹簧秤可以是机械的或电子的，还可以是其它的测力装置。[0005]本发明的有益效果是，当轻质空心球的质量m远远小于其排开的液体质量M时，可以让学生直观清楚地看到浮力并测量浮力，可以提高实验教学效果，思路清晰，结构简单。附图说明[0006]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。[0007]图1是本发明的原理结构图。[0008]图1中：1.弹簧秤，2.轻质细线，3.固定在底部轻质定滑轮，4.轻质空心球，5.透明容器，6.浮力方向，7.拉力方向。具体实施方式[0009]在图1中，将水或其它液体注入容器（5）中，轻质空心球（4）受到向上的浮力（6），该浮力经过轻质细线（2）通过安装在底部的轻质定滑轮（3）转换为作用在弹簧秤（1）上的向下的拉力（7），这样就实现了弹簧秤直接测量到向上的浮力。当轻质空心球的质量m远远小于3CN108062892A说明书2/2页其排开的液体质量M时，可以近似认为弹簧秤测到的力就是轻质空心球受到的浮力。4CN108062892A说明书附图1/1页图15