本實用新型涉及一種實驗裝置，特別是一種研究阿基米德浮力定律的實驗裝置，屬于教學實驗設備技術領域。
背景技術：
阿基米德原理是物理學中的一個力學基本原理，其原理是：浸在液體（或氣體）中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開液體的重量。其公式可寫為==ρ·g·。在初中物理教材中，浮力定律是教學的重點章節(jié)，也是教學的難點。大多數(shù)教師采用實驗教學的方法浮力定律，引導學生觀察浮力現(xiàn)象，逐步理解和掌握浮力定律的基本知識。正因為如此，與阿基米德原理相關的實驗教具在中學物理教學中占有特殊的地位和作用。
據(jù)申請人了解，目前市場上的阿基米德原理實驗裝置大多比較簡陋，讀數(shù)精度較差，導致實驗結果誤差較大。特別是在演示部分浸入水中的物體的浮力規(guī)律時，物體容易發(fā)生漂移、晃動，導致彈簧秤上下震蕩??，經常出現(xiàn)“溢流水體積不等于物體浸入部分體積”的異常現(xiàn)象，會嚴重影響實驗演示的教學效果。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構簡單、操作方便、能準確測量浮力規(guī)律的實驗裝置。
為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種浮力定律裝置，包括用于支撐導向的底座模塊、升降模塊、電子秤托盤組件和測量儀器；
底座模塊包括置于底部的鐵架，鐵架的一側垂直固定有型材軌道，另一側安裝有L型托盤，托盤的水平面與鐵架平行，垂直面與型材軌道平行，型材軌道遠離托盤的上側嵌有齒條，齒條兩端分別設置有限位塊；
升降模塊包括升降支架，升降支架上依次設有空腔和通槽，升降支架通過通槽安裝在型材導軌上，組成齒輪齒條副；升降支架上設有高度調節(jié)機構，通過高度調節(jié)機構沿型材導軌上下移動；升降支架遠離齒條的一側安裝有與鐵架平行的架桿；
該測量儀包括懸掛在框架桿上的第一力傳感器，第一力傳感器的下方懸掛有置于溢流杯口上方的重物，溢流杯放置在托盤的水平面上，杯壁上的溢流口位于量杯的上方，量杯放置在電子秤托盤組件上。
本實用新型進一步限定了如下技術特征：托盤兩側邊緣設有向內折邊浮力定律，托盤通過緊固件安裝在鐵架及型材導軌上。
進一步地，所述高度調節(jié)機構包括安裝在升降支架腔體內部的圓柱齒輪，圓柱齒輪的軸向穿過轉軸，轉軸兩端穿過升降支架并對稱固定有手輪，手輪、轉軸和圓柱齒輪鎖緊轉動，以圓柱齒輪兩端面為軸向定位。
進一步的，升降支架靠近通槽的一側對稱開設有四組螺紋孔，螺紋孔內安裝有用于調整升降支架與型材導軌配合間隙的尼龍頂絲。
進一步的，所述電子秤托盤組件包括同軸固定的圓托盤、夾板及雙通銅柱，三者通過螺栓連接固定為整體。
進一步的，所述電子秤托盤組件通過雙通銅柱與安裝在托盤側面的第二力傳感器連接，實現(xiàn)電子秤功能。
而且，砝碼為圓柱形鋁塊，兩端有較大的圓角，這減少了實驗過程中水的表面張力對數(shù)據(jù)的影響。
本實用新型的有益效果是：本實用新型原理簡單，設計巧妙，采用力傳感器采集獲取信息數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸及時準確，同時采用升降模塊，操作簡便可靠，直觀；重物采用特殊形狀，避免液體表面張力的影響，實驗結果更加準確；本實用新型實驗裝置根據(jù)教材開發(fā)，能快速引導學生深入理解和掌握“阿基米德原理”基礎知識，符合國家教學方法。
附圖的簡要說明
圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為本實用新型底座模塊的結構示意圖。
圖3為本實用新型升降模塊的結構示意圖。
圖4為本實用新型電子秤托盤組件的結構示意圖。
圖5為采用本實施例得到的實驗結果示意圖。
圖6是利用該實施例得到的實驗結果的折線圖。
詳細方法
示例 1
本實施例提供一種浮力定律裝置，其結構如圖1至圖4所示，包括底座模塊1、升降模塊2、電子秤托盤組件3及附件。
其中，底座模塊是實驗器的基礎部件，起支撐、導向作用，如圖2所示，包括鐵架11、型材導軌12、機架13和托盤14。鐵架置于底部，其一側安裝有型材導軌，并通過螺栓與型材導軌固定連接。型材導軌背面的上部嵌有機架，也通過螺栓固定連接。機架兩端分別設有由圓柱螺釘和滑塊組成的限位塊，用于限位升降模塊。托盤為L形鈑金件，包括水平面和垂直面；其中，托盤的水平面與鐵架平行，垂直面與型材導軌平行，兩側邊緣有向內折邊，通過緊固件安裝在鐵架和型材導軌上。
升降模塊由升降支架21、旋轉軸23、兩個手輪24、圓柱齒輪22、架桿25、尼龍頂絲組成。升降支架采用聚甲醛制成，耐磨、自潤滑，設有開口、空腔和通槽。其中，通槽用于穿過型材導軌，組成齒輪齒條副。通槽前端為空腔，內用緊定螺釘固定圓柱齒輪，沿圓柱齒輪軸向穿過旋轉軸。旋轉軸兩端穿過升降支架，對稱固定手輪。手輪、旋轉軸和圓柱齒輪鎖緊旋轉，以圓柱齒輪兩端面為軸向定位。三者組成高度調節(jié)機構，使升降模塊沿凹槽導軌移動。
同時在升降支架靠近通槽的一側對稱開設有四個螺孔，并安裝有尼龍頂絲，方便調整型材導軌之間的配合間隙，可以增大摩擦力，使實驗裝置吊上重物后，升降模塊不會因重力作用而下滑。框架桿采用鋁材制成，前段有外螺紋，安裝在升降支架四個尼龍頂絲中間的螺紋孔內。實驗時，力傳感器固定在框架桿上。
電子秤托盤組件在實驗過程中代替力傳感器的掛鉤，起到電子秤的作用。它由同軸布置的圓托盤31、夾板32、雙通銅柱33組成。三者通過螺釘34連接成一個整體。同時，圓托盤與夾板通過沿圓周均勻分布的三顆M4沉頭螺釘35連接。另外，電子秤托盤組件通過雙通銅柱與安裝在托盤側面的第二力傳感器連接，實現(xiàn)電子秤功能。
配件包括第一、二力傳感器、量杯、溢流杯和砝碼。第一力傳感器懸掛在框架桿的下方，并通過其上的梅花螺釘固定。砝碼懸掛在第一力傳感器的下方，置于溢流杯口的上方。溢流杯置于托盤的水平面上，杯壁上的溢流口位于量杯的上方。量杯置于電子秤托盤組件上。量杯和溢流杯分別用于裝水和溢水。砝碼為兩端有較大圓角的圓柱形鋁塊，以減少實驗過程中水的表面張力對數(shù)據(jù)的影響。
本實驗器支持有線、無線兩種數(shù)據(jù)采集方式，可手動調節(jié)升降平臺，控制重物浸入水中的深度（體積），分別測量水的浮力和重力；也可配合申請人的專用軟件使用。實驗開始時，需先安裝實驗裝置，并將力傳感器安裝到位；軟件會自動計算水的浮力和重力進行分析。數(shù)據(jù)分別如圖5、圖6所示。
除了上述實施例之外，本發(fā)明還可以有其他的實施方式，凡是通過等同替換或者等效變換而形成的技術方案，均落入本發(fā)明要求的保護范圍。