[发明专利]浮沉实验仪

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种初中物理教学仪器，特别是浮沉实验仪。

 

背景技术

在初中物理研究物体浮沉的实验中，有一个用“饮料瓶+浮沉子”的著名实验，实验方法是：先制作一个浮沉子，如在口服液大小的玻璃瓶中灌入适量的水，水量以浮沉子刚能在水中上浮为宜，将吸管穿过瓶口的瓶塞插入管底；在大号饮料瓶（1000ml以上）内装水，保留约几十毫升的空气，将浮沉子倒放在水中，拧紧饮料瓶的瓶盖，用手向内挤压饮料瓶，瓶内气压增大，将水压进浮沉子，浮沉子的总重增加，重力稍大于浮力，浮沉子下沉；松手后，饮料瓶在自身弹性作用下向外扩张，瓶内气压减小，浮沉子内的水就向外流出，总重减小，实现上浮；当重力等于浮力时，浮沉子就在水面下处于悬浮状态。

该实验原材料易找、自制容易，可以观察到神奇的下沉与上浮。缺点是：很难实验悬浮，手指的力度不大就小，不能观察到重力等于浮力时的悬浮状态；饮料瓶上有棱角及图案，影响对浮沉子进水排水情况的观察，不利于理解浮沉条件。

 

发明内容

本发明的目的是：为解决上述问题，提供一种可精确调节、实现悬浮的浮沉实验仪。

本发明所采用的技术方案是：一种浮沉实验仪，包括透明容器、设在透明容口部的密封件、可放置于透明容器内的浮沉子，其特征是：还包括有注射器，所述注射器的外筒与针头之间密封连接有胶管；所述密封件为胶塞，所述胶塞的厚度小于所述针头的长度，以使所述针头可以刺穿所述胶塞与透明容器的内腔相通。

所述透明容器为玻璃瓶或有机玻璃瓶，所述胶管的材质及大小类似于输液管。

采用上述结构后，可按下列步骤操作：

1.在玻璃瓶中装入适量的水，也在浮沉子中装入适量的水。

2.把浮沉子倒放在水中，用胶塞密封，将注射器的针头刺穿胶塞与玻璃瓶内腔相通。

3.向里面推压注射器的活塞，向玻璃瓶内打气，瓶内气压增大，将外面的水压进浮沉子，浮沉子总重增加，当重力大于浮力时，浮沉子下沉。

4.向外面拉动注射器的活塞，对玻璃瓶内抽气，瓶内气压减小，浮沉子内的水向外流动，浮沉子总重减小，当重力小于浮力时，浮沉子上浮。

5.可调节活塞在注射器内的位置，使瓶内气压合适，也就是使浮沉子内的水量适当，在几次的推拉操作后，可以精确地调节到重力等于浮力，浮沉子就能在水面下处于稳定静止的悬浮状态。

本发明的有益效果是：推拉注射器活塞，可以精确地调节瓶内气压的大小，使重力等于浮力，实现浮沉子在水面下稳定的悬浮状态，解决了以前不能悬浮的难题；用玻璃瓶替换原来的饮料瓶，可见度好，利于观察；具有原料易找、组装简便、效果显著、实验有趣，易于推广的优点。

 

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中：1注射器，2胶管，3胶塞，4针头，5空气，6浮沉子，7进排水管，8玻璃瓶。

 

具体实施方式

如图1所示，浮沉子6由口服液大小的小玻璃瓶、吸管大小的进排水管7构成，浮沉子6内灌有适量的水，进排水管7穿过瓶口的瓶塞伸至管底。浮沉子6倒放在装有适量水的玻璃瓶8中。

如图1所示，注射器1的外筒与针头4之间密封连接有胶管2，该胶管2可选用输液管；玻璃瓶8的瓶口处设有密封用的胶塞3，胶塞3的厚度小于针头4的长度，以使针头4可以刺穿胶塞3与玻璃瓶8的空气5相通。