[实用新型]气体浮力实验演示仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体浮力实验演示仪器，特别是涉及用于中学物理空气浮力教学的实验教具。 

背景技术

目前关于气体浮力的演示实验仪器专利CN201020140153.3和CN200620085689.3分别是将两个质量相等，体积不同的物体，在空气中挂在一根杠杆和或定滑轮的两端使之平衡，CN200620085689.3是在空气中用球胆向气球充气而改变一端物体的体积，使体积增大端在空气中所受浮力增大，杠杆失去平衡；CN201020140153.3是将真空罩内抽成真空后，使滑轮两端失去浮力不等而失去平衡，从而说明气体浮力的存在，都存在以下不足： 

一是不能像液体中那样，从弹簧测力示数减小来直接证明气体浮力的存在，而只能从杠杆失去平衡来间接说明气体浮力的存在，学生对抽象的气体浮力还是难以理解。 

二是不能测出物体所受气体浮力的大小，不能验证气体的浮力也符合阿基米德原理。 

发明内容

本实用新型设计了一种气体浮力实验演示仪： 

一是能直接测出气体浮力的大小。 

二是能用不同体积(0.78L、1.56L、2.34L)的密闭气浮圆筒，演示不同体积的物体在空气中所受浮力不同，说明气体浮力跟排开气体体积的关系；其次是通过对真空罩内抽气的程度的不同，使相同体积的密闭气浮圆筒在不同气体密度下所受浮力不同，而说明气体浮力与气体密度的关系。 

三是能较为精确的测出物体所受浮力的大小，验证气体的浮力也符合阿基米德原理。 

本实用新型技术方案如下 

本实用新型气体浮力实验演示仪由透明圆桶、小量程弹簧测力计、密闭气浮圆筒、抽气装置组成，所述的密闭气浮圆筒悬挂在小量程弹簧测力计下。 

所述的透明圆桶底部设有抽气孔和进气孔。 

所述的小量程弹簧测力计，由上端盖，弹簧，圆筒式刻度指针，透明圆筒外壳、挂钩，拉线、密闭圆盘组成，圆筒的上端与端盖旋接密闭，圆筒的下端密闭圆盘可与透明圆桶密闭。 

所述的小量程弹簧测力计的最大测量值为0.2N，显示精度为0.001N/mm(或0.1g/mm)，密闭气浮圆筒的重量控制为0.15N(15g)，材质可为矿泉水瓶材料，经实验计算，密闭气浮圆筒的壁厚略薄于矿泉水瓶壁厚即可达到本实验要求。气浮圆筒的体积分别为0.78L、1.56L、2.34L，它们在空气中所受浮力分别为0.01N(1g)、0.02N(2g)、0.03N(3g)，这样弹簧测力计的伸长的长度分另为10mm、20mm、30mm，完全能满足演示实验的可视要求。 

所述的密闭气浮圆筒为三个重量相等、高度相同、体积不同的有色轻质塑料圆筒，目的 是在空气中把它们挂在弹簧测力计下时指示的初始示数是相同的，用于比较不同体积所受的浮力的大小不同，有色是为了提高可视性。 

附图说明

图1为气体浮力实验演示仪器示意图。 

图2为小量程弹簧测力计示意图。 

其中：1为透明圆桶，2为小量程弹簧测力计，3为密闭气浮圆筒，4为抽气孔，5为进气孔。 

201为上端盖，202透明圆筒外壳，203为弹簧，204为圆筒式刻度指针，205为零刻度，206为挂钩，207为拉线，208为密闭圆盘。 

具体实施例

拉下207拉线，在小量程弹簧测力计下挂上密闭气浮圆筒，置于透明圆桶内，将透明圆桶内空气抽出，密闭气浮圆筒将不再受到空气的浮力，则弹簧测力计的示数就会增大，增大的力即为密闭气浮圆筒在空气中所受的浮力，从而说明空气对密闭气浮圆筒产生了浮力。 

打开圆筒底部的进气孔，放入的空气，当放入一定量的空气后，弹簧测力计的示数会根据筒内空气密度的增大而减小，从而说明气体浮力与气体的密度的关系。 

在弹簧测力计下挂不同体积的密闭气浮圆筒，根据所测得的浮力不同，说明气体浮力与排开气体体积的关系。 

根据小量程弹簧测力计上读出密闭气浮圆筒所受浮力的具体大小，应用公式F_浮＝G_排＝ρ _气V_排g计算，验证气体浮力也符合阿基米德原理。 

本实用新型演示结构简单，操作容易，稳定可靠，效果明显，适合推广。