專利名稱：浮力、體積測量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及測量技術(shù)，尤其是中學物理教學和實驗中測量浮力、體積的測量計。
在目前中學物理教學和實驗中，測量物體的浮力時，一般采用一個標有體積刻度的量杯，其方法是先往量杯中倒入適量的水，讀出水的體積V1，然后把待測物置入量杯中，讀出置入待測物后水的體積V2，將V2減去V1的差值按阿基米德定律換算成力的計量單位牛頓，就是待測物的浮力。還有一種方法是先用彈簧秤稱出待測物的重量T，然后再把待測物置入水中再稱重，得到待測物在水中的重量T′，T減T′的差值經(jīng)過換算，也可以得到待測物的浮力。這兩種方法的不足之處是均要經(jīng)過換算，才能得到待測物的浮力。其第二種方法涉及的用具也較多。
本實用新型的目的，就在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種不需要進行換算就可以直接測出待測物的浮力并且結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，還可兼作測量物體體積的浮力、體積測量計。
發(fā)明人實現(xiàn)本實用新型目的的構(gòu)思是把浮力、體積測量計分為園柱形透明容器和可以在容器外壁上下移動的刻度尺兩部分。按阿基米德定律，把容器每單位園柱體積(即水柱體積)換算為表示浮力的刻度牛頓和表示體積的刻度Cm3并標定在刻度尺上。測量物體的浮力或體積時，先往容器中置入適量的水，移動刻度尺，讓刻度尺初始值(0位)對準水面，然后把待測物置入容器中，水面上升的高度對應(yīng)的浮力(或體積)刻度，即為待測物所受的浮力(或體積)。也就是說只需要上下移動刻度尺，就可以直接讀出浮力(或體積)的讀數(shù)。
發(fā)明人實現(xiàn)本實用新型構(gòu)思的技術(shù)解決方案是所提供的浮力、體積測量計，其特征在于該浮力、體積測量計至少包括一個透明的園柱形容器，一個可以在固定架中上下移動并標有浮力和體積刻度的刻度尺；固定架位于容器的一側(cè)，其上至少有一個鎖緊刻度尺的鎖緊裝置。
由于固定架中的刻度尺緊貼容器外壁，可以正確的讀出容器內(nèi)水面的刻度，用鎖緊裝置可以便刻度尺固定在需要的某一位置而有利于讀數(shù)。
刻度尺上表示浮力和體積的刻度，由容器的幾何尺寸按阿基米德定律推導，表示物體浮力的刻度由下式確定∵F?。溅迅排g又V排＝πr2h∴F浮＝ρ浮πr2hg (1)式中F浮為物體受到的浮力，單位為牛頓。
r為容器內(nèi)半徑，ρ浮為水的密度，V排為待測物體排開水體的體積，h為待測物排開水體的高度，表示體積的刻度由下式確定V＝πr2h (2)式中r為容器內(nèi)半徑。
在(1)、(2)式中只要合理選擇r數(shù)值，可以用h作為單位刻度表示物體受到的浮力及其體積。
采用這種技術(shù)方案，可以方便、直觀的測出待測物體所受的浮力或體積，省去現(xiàn)有技術(shù)中的換算過程，不需要更多的用具，達到了本實用新型的目的。
本實用新型還可結(jié)合附圖作進一步說明，
如下圖1為本實用新型浮力、體積測量計結(jié)構(gòu)示意圖，同時為說明書摘要附圖，也是實施方案1，圖2為圖1實施方案1的俯視圖，圖3為本實用新型浮力、體積測量計另一種結(jié)構(gòu)示意圖，也是實施方案2。
圖1、圖2說明如下圖中〔3〕為透明的園柱形容器，用透明的塑料，有機玻璃或玻璃制做?！?〕為固定架，它緊貼在容器〔3〕外壁上，它用透明的材料或不銹鋼制做，它的垂直方向有一個矩形通孔，該孔形成刻度尺〔1〕上下移動的軌道；它的正面還有用于觀察讀數(shù)的長方形通孔?！?〕為鎖緊裝置，它用來固定刻度尺〔1〕。
圖中刻度尺〔1〕是一個長方形透明有機玻璃刻度尺，它的正面兩邊分別刻有表示浮力和體積的刻度，用數(shù)字0、1、2……10表示。其表示浮力和體積的單位刻度長度推導如下關(guān)于浮力的推導。
∵F?。溅迅ˇ衦2hg …………(1)令，刻度尺〔1〕每單位刻度為10mm，則h＝10mm；容器〔3〕內(nèi)半徑r為5.7Cm；ρ浮為1；g為9.8；代入(1)式，則F?。?(牛頓)即每單位刻度(10mm)表示1牛頓關(guān)于體積的推導，∵V＝πr2h …………(2)
令，刻度尺(1)每單位刻度為9.8mm，則h＝9.8mm，容器(3)內(nèi)半徑r為5.7Cm。
代入(2)式，則V＝100Cm3即，每單位刻度(9.8mm)表示100Cm3表示浮力和體積的刻度還可根據(jù)需要進行細分。
本實施例具體應(yīng)用時先往容器(3)中置入適量的水，移動刻度尺(1)，使其初始刻度(0位)對準水面，并用鎖緊螺釘(4)鎖緊，然后將待測物置入容器(3)中，水面上升后在刻度尺(1)上的讀數(shù)即為待測物所受到的浮力或其體積讀數(shù)。
圖2說明如下圖中(3)為透明園柱形容器，它的特征和圖1中容器(3)類似。(22)為固定架，用金屬材料制做，它的一側(cè)有供刻度尺(21)上下移動的“U”形槽，它固定在托板(5)上。托板(5)用金屬材料制做。(24)為鎖緊螺釘，裝置在固定架(22)上，它的作用是鎖緊刻度尺(21)，其數(shù)量為3個。
圖中(21)為刻度尺，它用不銹鋼制作，其表示浮力的刻度和表示體積的刻度分別標在刻度尺正反兩面(圖中只畫出了表示浮力的刻度牛頓)，它的單位刻度的確定和圖1實施方案1中刻度尺(1)方法類似。
其使用方法也和圖1實施方案1基本類同，不再闡述。
權(quán)利要求1.一種浮力，體積測量計，其特征在于該浮力、體積測量計至少包括有一個透明的園柱形容器(3)，一把可以在固定架(2、22)中上下移動并標有浮力及體積刻度的刻度尺(1、21)；固定架(2、22)位于容器(3、23)一側(cè)，其上至少有一個鎖緊刻度尺(1、21)的鎖緊裝置(4、24)。
2.按權(quán)利要求1所述的浮力、體積測量計，其特征在于所述的固定架(2、22)垂直方向有供刻度尺(1、21)上下移動的矩形通孔或“U”型槽。
3.按權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的浮力、體積測量計，其特征在于固定架(2)正面有供讀數(shù)的長方形通孔。
4.按權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的浮力、體積測量計，其特征在于固定架(22)有“U”型槽的另一側(cè)有托板(5)。
5.按權(quán)利要求1所述的浮力、體積測量計，其特征在于所述的刻度尺(1、21)是由透明的材料或不銹鋼制作的刻度尺。
專利摘要本實用新型公開了一種在中學物理教學和實驗中測量浮力、體積的測量儀，由一個透明的圓柱形容器[3]，可以在固定架[2]中上下移動的刻度尺[1]及固定刻度尺[1]的鎖緊裝置[4]構(gòu)成。本實用新型巧妙的運用阿基米德定律把浮力、體積讀數(shù)標定在刻度尺[1]上，從而把目前中學物理課中測量浮力、體積時需要進行的換算過程變?yōu)閮H僅是刻度尺[1]的上下移動即可讀出浮力或體積讀數(shù)的簡單過程。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可在中學物理教學和其它領(lǐng)域中應(yīng)用。
文檔編號G01D21/02GK2056506SQ8921312
公開日1990年4月25日 申請日期1989年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1989年8月1日
發(fā)明者陽運輝 申請人:陽運輝