[发明专利]伯努利原理教学演示仪

权利要求书

1.伯努利原理教学演示仪，其特征在于：包括储水模块(1)、高度调节射流模块(2)、挡板模块(3)；所述三个模块采用模块化拆卸结构；所述储水模块(1)包括储水槽(1.1)、射流孔(1.2)、水位调节孔(1.3)、第一配合插槽(1.4)、高度调节射流模块适配插槽(1.5)；第一配合插槽(1.4)与第二配合插槽(3.8)适配；调节对比孔(2.1)的高度，射流孔(1.2)中部为条形，两侧为半圆形，条形宽度与对比孔(2.1)直径相同，两侧为半径与对比孔(2.1)半径相同的半圆形；水位调节孔(1.3)位于储水槽(1.1)底部；高度调节射流模块(2)上设置有对比孔(2.1)，该模块外形适配高度调节射流模块适配插槽(1.5)；挡板模块(3)包括前挡板(3.1)、侧挡板(3.2)、底座(3.3)、射流区(3.4)、水位调节配合孔(3.5)、横向刻度标尺(3.6)、纵向刻度标尺(3.7)、第二配合插槽(3.8)；为了便于水位调节孔(1.3)拆卸，所述水位调节配合孔(3.5)纵向孔径大于水位调节孔(1.3)孔径；所述的对比孔(2.1)和射流孔(1.2)数量为i个；

伯努利原理教学演示仪的工作方法为：储水模块(1)的储水槽(1.1)中注满初始高度为H的液体，通过储水模块(1)上的水位调节孔(1.3)调整储水槽(1.1)中的初始水位以调整水位差H-h_i，初始时刻高度调节射流模块(2)位于高度调节射流模块适配插槽(1.5)底部，对比孔(2.1)与高度调节射流模块适配插槽(1.5)壁面接触，对比孔(2.1)与射流孔(1.2)未联通，进而对比孔(2.1)并未与储水模块(1)内部流体联通，避免初始状态下产生液体射流；进行伯努利原理教学演示时，将高度调节射流模块(2)向上推动，对比孔(2.1)与射流孔(1.2)联通，进而对比孔(2.1)与储水槽(1.1)内部流体联通，产生射流；通过对比孔(2.1)与射流孔(1.2)接触位置调节高度hi，其中i为对比孔(2.1)的数量，进而调节水位差H-h_i，不同的水位差H-h_i会射出具有不同初始动能的液体，导致液体喷射距离S的不同；根据伯努利方程以及牛顿第二定律，对比孔(2.1)h_i处与自由液面H处列伯努利方程，得到以下方程组：

h_i分别为第i个对比孔(2.1)的高度，h_i的调节范围根据具体伯努利原理教学演示实验测得；第i个对比孔(2.1)处液柱下落距离近似等于第i个对比孔(2.1)高度h_i，对比孔(2.1)高度h_i通过纵向刻度尺测得；

根据方程组(1)，进一步推导射流区(3.4)中液体的喷射距离S与水位H有着以下关系：

伯努利原理教学演示实验时，实际需要测得的参数为通过纵向刻度标尺(3.7)测得的各对比孔(2.1)高度h_i以及通过横向刻度标尺(3.6)测得的各对比孔(2.1)的实际喷射距离S′_i；通过对比计算得出的S_i与实际测得的各对比孔(2.1)的实际喷射距离S′_i验证伯努利原理；完成伯努利原理教学演示实验；

当需要停止演示实验时，将高度调节射流模块(2)重新插入至高度调节射流模块适配插槽底部，射流孔(1.2)与对比孔(2.1)之间的连接被切断，射流停止，根据需要分别拆卸储水模块(1)、挡板模块(3)、高度调节射流模块(2)，完成教学演示。

2.如权利要求1所述的伯努利原理教学演示仪，其特征在于：为了便于拆卸，节省空间，第一配合插槽(1.4)与第二配合插槽(3.8)适配部分为圆形。

3.如权利要求1所述的伯努利原理教学演示仪，其特征在于：高度调节射流模块(2)外形为阶梯型，与高度调节射流模块适配插槽(1.5)适配部分为阶梯凸起的矩形，储水模块(1)中高度调节射流模块适配插槽(1.5)与所述阶梯凸起的矩形适配固定。

4.如权利要求1所述的伯努利原理教学演示仪，其特征在于：所述的对比孔(2.1)和射流孔(1.2)数量i选三个。