[实用新型]一种用于展示阿基米德定律的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及阿基米德定律验证技术领域，尤其涉及一种用于展示阿基米德定律的设 备。

背景技术

阿基米德定律是流体静力学的一个重要原理，是青少年学习过程中必学的一个定律。该 定律揭示了重力、浮力及排开液体所受重力之间的定量关系，为我们解决了很多关于浮力的 问题，例如曹冲称象是什么原理，航空母舰为什么体积这么大依然能够浮在水面上，还有热 气球为什么会上升、在空中停留等。

如何让青少年能够更好的理解阿基米德定律，通过生动、趣味的形式把阿基米德定律展 示出来一直是科教工作者所追求的；现有展示阿基米德定律的设备，通常是通过测力计、称 重器等设备来展示，这类展示设备，通常需要多次测量记录，容易产生误差，最终导致无法 展示阿基米德定律；因此有必要设计一种操作简便、生动趣味、准确展示阿基米德定律的展 示设备。

实用新型内容

本实用新型目的就是为了解决上述问题，提出了一种用于展示阿基米德定律的设备。本 申请针对现展示设备存在的不足，运用现代机械设计理论和理念，设计一种用于展示阿基米 德定律的设备，利用该设备让青少年亲身验证阿基米德定律，亲自体验趣味典故“曹冲称象”， 在生动趣味的情况下学习阿基米德定律，加深对阿基米德定律的理解，从而推动科学文化知 识普及。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于展示阿基米德定律的设备，包括成套砝码和展示台；所述成套砝码放置在展示 台上；所述展示台上设计有凹槽；所述凹槽内填充有水；所述水面上放置有载重船；所述展 示台侧面设计有透明板；所述透明板上设计有用于读取水面高度的刻度。

所述展示台为长方体或正方体或圆柱体；

所述展示台两端设计有台阶。

所述凹槽的任一水平截面面积相等，水平截面面积为S1。

所述载重船的任一水平截面面积相等，水平截面面积为S2，方便计算排出水的体积。

所述载重船的水平截面面积小于凹槽的水平截面面积，即S2<S1。

所述展示台上设计有电子秤。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型是一种用于展示阿基米德定律的设备，针对现有展示设备中存在的不足，通 过在展示台上设计凹槽，用于盛放水和载重船；通过将展示台侧面设计成透明板，方便读取 水面高度；通过设计有电子秤、成套砝码及船体，实现模拟曹冲称象的典故及验证阿基米德 定律的作用。

附图说明

图1为本实用新型展示设备的结构示意图；

其中，1.展示台，2.载重船，3.透明板，4.水，5.台阶，6.成套砝码，7.凹槽，8.刻度， 9.电子秤。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明：

如图1所示，一种用于展示阿基米德定律的设备，包括成套砝码6和展示台1；成套砝 码6放置在展示台1上；展示台1上设计有凹槽7；凹槽7内填充有水4；水面上放置有载重 船2；展示台1侧面设计有透明板3；透明板3上设计有用于读取水面高度的刻度8。

展示台1两端设计有台阶5。

凹槽7的水平截面面积相等，水平截面面积为S1。

载重船2的水平截面面积相等，水平截面面积为S2，方便计算排出水的体积。

载重船2的水平截面面积小于凹槽7的水平截面面积，即S2<S1。

展示台1上设计有电子秤9。

一种用于展示阿基米德定律的设备的使用方法：

(1)展示曹冲称象原理

①记录凹槽内水面高度H1；

②体验者通过电子秤称重，体重为M1；

③体验者站到载重船上，待水面平稳后记录水面高度H2；

④体验者从载重船上下来，将成套砝码放入载重船上，使水平面高度恢复到H2；记载下 砝码的重量和为M2；

⑤验证M1与M2的大小关系。

(2)展示阿基米德原理

在步骤(1)的基础上展示；

①计算体验者重力：G_体＝M1×g；

②根据受力平衡原理，可知G_体＝F_浮；

③计算排出水所受的重力：