[实用新型]一种控制物体浮沉现象的实验演示装置

说明书

技术领域

本实用新型属于教学演示装置技术领域，涉及一种控制物体浮沉现象的实验演示装置。

背景技术

中学物理对于研究物体浮沉条件、潜水艇在水中的下潜与上浮教学中，教师为了培养学生的实验能力和科学精神，要求学生自制笛卡尔浮沉子。现有的演示装置为一个充满水的容器中放置一个物体，初始时物体在水的上方，手压瓶子物体下沉，松手后物体上浮。但是，这样的演示效果较为单一，实验不够生动、趣味。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种控制物体浮沉现象的实验演示装置，可以使笛卡尔浮沉子实验演示效果多样化，使实验更加生动、有趣。

本实用新型所采用的技术方案是，一种控制物体浮沉现象的实验演示装置，包括外瓶体和置于外瓶体内的内瓶体，外瓶体内充满水，内瓶体倒置于外瓶体内，内瓶体内装有一定量的水。

本实用新型的特点还在于，

其中外瓶体的横截面为正圆形。

其中外瓶体的横截面为椭圆形。

其中外瓶体两端的横截面为正圆形，外瓶体中部的横截面为椭圆形。

本实用新型的有益效果是，通过外瓶体形状的改变，以及对外瓶体挤压方式的改变，产生不同的沉浮现象，从而使得该实验更加生动有趣，更能激发学生的学习兴趣和创新能力。

附图说明

图1是本实用新型实验演示装置的结构示意图；

图2是本实用新型装置第一种实施例中外瓶体的横截面示意图；

图3是本实用新型装置第二种实施例中外瓶体的横截面示意图；

图4是本实用新型装置第三种实施例中外瓶体的横截面示意图；

图5是本实用新型装置第三种实施例演示过程中的初始状态图。

图中，1. 外瓶体，2. 内瓶体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种控制物体浮沉现象的实验演示装置，如图1所示，包括外瓶体1和内瓶体2，外瓶体1内充满水，内瓶体2倒置于外瓶体1内，内瓶体2内装有一定量的水。

本实用新型第一种实施例，如图2所示，外瓶体1的横截面为正圆形。

第一种实施例在演示沉浮子实验时，内瓶体2不完全充满水，把内瓶体2放入充满水的外瓶体1中，调整内瓶体2中的水量，使之浮在外瓶体1上方，演示教师略微挤压外瓶体1后，根据帕斯卡定律，当空气被压缩时，将压强传递给水，水被压入内瓶体2中，将内瓶体2中的空气压缩，这时浮沉子里进入一些水，内瓶体2的重力增加，大于它受到的浮力，就向下沉。当演示教师不再挤压外瓶体1时，外瓶体1内压强减小，内瓶体2里面被压缩的空气把水压出来，此时内瓶体2的重力小于它所受的浮力，因此它就向上浮。当手对外瓶体1施加的压力适当时，内瓶体2便悬浮在水中的任意深度上。

本实用新型第二种实施例，如图3所示，所述外瓶体1的横截面为椭圆形。

本实用新型第二种实施例，如图4所示，外瓶体1两端的横截面为正圆形，外瓶体1中部的横截面为椭圆形。

第二种与第三种实施例在演示沉浮子实验时，内瓶体2不完全充满水，把内瓶体2放入充满水的外瓶体1中，调整内瓶体2中的水量，使之浮在外瓶体1上方。

演示教师在外瓶体1椭圆截面的短轴方向略微挤压后，外瓶体1横截面面积减小，水被压入内瓶体2中，将内瓶体2中的空气压缩，这时浮沉子里进入一些水，内瓶体2的重力增加，大于它受到的浮力，就向下沉。当演示教师不再挤压外瓶体1时，外瓶体1恢复原先截面面积，外瓶体1内压强减小，内瓶体2里面被压缩的空气把水压出来，此时内瓶体2的重力小于它所受的浮力，因此它就向上浮。

也可以调节内瓶体2的水量，使内瓶体2恰沉于外瓶体1底部，如图5所示，演示教师在外瓶体1椭圆截面的长轴方向略微挤压后，外瓶体1横截面面积增大，由于水被由内瓶体2内抽离，内瓶体2的重力减小，此时内瓶体2的重力小于它所受的浮力，内瓶体2就会由上部开始上升。反之，当演示教师不再挤压外瓶体1时，内瓶体2就会下沉至外瓶体1底部。

本实用新型沉浮子实验演示装置与笛卡尔的浮沉子的不同之处在于，笛卡尔的浮沉子初始时内瓶体2在水的上方，而本实用新型装置初始时内瓶体2既可以在水的上方，又可以在水的下方，创新点解决了通过挤压瓶子可以使物体下沉或是上浮，在通用技术课教学中更好的培养学生的创新能力。

本实用新型的装置用以演示水的浮力、气体具有可压缩性、水对压强的传递以及物体浮沉条件的探究。