本實(shí)用新型涉及一種物理教學(xué)儀器，特別是一種研究氣體壓強(qiáng)與流速關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，探究氣體壓強(qiáng)與流速關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置較多，但大多效果平淡無(wú)味，不能顯示出壓力大小的變化，缺乏一種構(gòu)思新奇、效果顯著、趣味性強(qiáng)的探究裝置，專利號(hào)為201520633929.8的實(shí)用新型專利“氣體壓強(qiáng)與流速關(guān)系探究裝置”做出了一種有益的嘗試。
該實(shí)驗(yàn)方案包括有電池、聲光發(fā)生器、開(kāi)關(guān)、及串聯(lián)的導(dǎo)線，所述開(kāi)關(guān)由分置于兩側(cè)的金屬片、及橫跨放置在兩金屬片之間的金屬箔片構(gòu)成，所述金屬箔片覆蓋在彎折成拱形的硬質(zhì)紙板上（包括紙板的兩端），所述紙板的拱形內(nèi)側(cè)形成為氣流通道，所述紙板懸掛在上方的測(cè)力計(jì)上。所述電池、聲光發(fā)生器、及導(dǎo)線固定在豎立的面板上，所述金屬片橫向固定在面板上壁的兩側(cè)。所述面板下方設(shè)置有底架，所述面板及底架放置在鐵架臺(tái)上，所述測(cè)力計(jì)懸掛在鐵架臺(tái)上方的橫桿上。采用上述結(jié)構(gòu)后， 嘴含吸管向紙板拱形下方的氣流通道吹氣，或用氣槍、注射器、電吹風(fēng)等對(duì)著氣流通道吹氣，會(huì)發(fā)現(xiàn)紙板向下移動(dòng)，當(dāng)覆蓋有金屬箔片的紙板兩端接觸到面板兩側(cè)的金屬片后，電路接通，聲光發(fā)生器發(fā)出動(dòng)聽(tīng)的音樂(lè)、及閃耀的燈光，同時(shí)會(huì)觀察到測(cè)力計(jì)的示數(shù)變大，表明紙板受到向下的力。
于是引導(dǎo)得出：拱形紙板下方的空氣流速增快，壓強(qiáng)減小，而紙板上方空氣的流速及壓強(qiáng)不變，紙板就在上下壓強(qiáng)差的作用下向下移動(dòng)，接通電路。從而使學(xué)生理解伯努利原理，流速越快的地方，壓強(qiáng)越小；流速越慢的地方，壓強(qiáng)越大。
通過(guò)實(shí)踐測(cè)試，該實(shí)驗(yàn)方案存在以下問(wèn)題：
1、實(shí)踐證明，按照該專利方案中記載的“用嘴含吸管吹氣，或用氣槍、注射器吹氣”，拱形紙板紋絲不動(dòng)，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)效果，原因是氣流通道過(guò)寬、風(fēng)力太弱,要用電吹風(fēng)吹及用嘴吹才有實(shí)驗(yàn)效果。
因此，該專利方案中用以“加寬”氣流通道的“面板上壁內(nèi)側(cè)的內(nèi)凹結(jié)構(gòu)”不僅降低了實(shí)驗(yàn)效果，還增大了制作成本。
2、用電吹風(fēng)吹氣的實(shí)驗(yàn)效果也不太好。電吹風(fēng)吹氣的強(qiáng)大氣流確實(shí)會(huì)帶動(dòng)紙板向下移動(dòng)，從而接通電路產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)效果，但在電吹氣的巨大噪音中，音樂(lè)不再“動(dòng)聽(tīng)”。若采用靜音的電吹風(fēng)，勢(shì)必會(huì)增大成本。
3、用嘴吹氣的實(shí)驗(yàn)效果還有欠缺：由于用嘴吹氣是水平近距離地吹氣，而“聲光發(fā)生器、及導(dǎo)線固定在豎立的面板上”，注意聲光發(fā)生器是固定在“豎立”的面板上，這會(huì)妨礙視線，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)者不可能看到聲光發(fā)生器，存在盲操作現(xiàn)象，影響到實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。因?yàn)樵趯?shí)際測(cè)試中，發(fā)現(xiàn)拱形紙板“剛接觸”到兩側(cè)的金屬片時(shí)，先亮起微弱的光，也就是電路開(kāi)關(guān)還處于“接觸不良”的大電阻狀態(tài)中；若再加大氣流地吹氣，拱形紙板會(huì)繼續(xù)下壓，變?yōu)椤敖佑|良好”的小電阻狀態(tài)，才能做到“動(dòng)聽(tīng)的音樂(lè)、閃耀的燈光”齊發(fā)。實(shí)驗(yàn)的教師或?qū)W生，由于觀察不到實(shí)驗(yàn)快要成功的“微弱的光先亮起”的狀態(tài)，提前放棄“使勁”吹氣的努力，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)不易成功，降低了實(shí)驗(yàn)者參與的積極性。不利于以比賽吹氣的形式調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。
也就是說(shuō)，聲光發(fā)生器固定在“豎立的面板上”這一技術(shù)特征也是不合理的，應(yīng)將聲光發(fā)生器放置在實(shí)驗(yàn)者的視線范圍內(nèi)。
4、電路開(kāi)關(guān)的間隙不便于微調(diào)：拱形紙板與兩側(cè)金屬片之間的“間隔距離”不方便調(diào)節(jié)，間距過(guò)大時(shí)，紙板下移也不能接觸到兩側(cè)的金屬片，實(shí)驗(yàn)失??；間距過(guò)小時(shí)，氣流晃動(dòng)導(dǎo)致的“聲、光”齊發(fā)，不能讓學(xué)生信服。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是：為解決上述 實(shí)驗(yàn)效果不好、實(shí)驗(yàn)者不便于觀察、不利于開(kāi)展以嘴吹氣進(jìn)行比賽、電路開(kāi)關(guān)的間隙不便于微調(diào)等問(wèn)題，提供一種研究氣體壓強(qiáng)與流速關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，以優(yōu)化實(shí)驗(yàn)效果、增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種研究氣體壓強(qiáng)與流速關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，包括電池、聲光發(fā)生器、電路開(kāi)關(guān)、及導(dǎo)線，所述電路開(kāi)關(guān)由平放于兩側(cè)的金屬片、及橫跨放置在兩金屬片上方的電連接活動(dòng)件構(gòu)成，所述電連接活動(dòng)件通過(guò)測(cè)力計(jì)懸掛在支架上方的橫桿上，其特征在于：所述支架下方設(shè)有底板，所述電池、聲光發(fā)生器、電路開(kāi)關(guān)、及導(dǎo)線均放置在所述底板上，所述兩金屬片并排固定在所述底板的兩側(cè)，所述電連接活動(dòng)件為弧形金屬板，所述弧形金屬板的四角開(kāi)有孔洞并穿接有繩線，該繩線穿過(guò)孔洞后繞成四段再掛接在所述測(cè)力計(jì)的下方，所述測(cè)力計(jì)的上方連接有懸線，所述懸線的上端環(huán)繞、并被夾子夾持在所述橫桿上。
所述聲光發(fā)生器為能同時(shí)發(fā)出聲音及光線的聲光玩具，所述電池放置該玩具內(nèi)。
所述弧形金屬板的兩側(cè)均設(shè)有橫向伸出的橫向面，以增大和金屬片的電接觸面。
所述底板上還釘固有防止弧形金屬板來(lái)回晃動(dòng)的兩根導(dǎo)向柱，所述導(dǎo)向柱的表面包裹有絕緣材料。
采用上述結(jié)構(gòu)后，用嘴向弧形金屬板下方的氣流通道吹氣，會(huì)發(fā)現(xiàn)弧形金屬板向下移動(dòng)，當(dāng)弧形金屬板兩側(cè)的橫向面與下方的兩金屬片接觸后，電路接通，聲光發(fā)生器就發(fā)出動(dòng)聽(tīng)的音樂(lè)、閃耀的燈光，同時(shí)觀察到測(cè)力計(jì)的示數(shù)變大，表明弧形金屬板受到向下的壓力。將聲光發(fā)生器和電路開(kāi)關(guān)放置在同一底板上，方便實(shí)驗(yàn)者邊實(shí)驗(yàn)邊觀察以利于調(diào)控。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：優(yōu)化改進(jìn)了氣流快慢變化引發(fā)壓強(qiáng)變化進(jìn)而觸發(fā)電路開(kāi)關(guān)的技術(shù)，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)者可以邊實(shí)驗(yàn)邊觀察以利隨時(shí)調(diào)控，為開(kāi)展用嘴吹氣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的比賽創(chuàng)造了條件，趣味性大增，利于調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的積極性。輔以測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)物理的喜愛(ài)。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中：1底板，2立桿，3螺帽，4橫桿，5夾子，6懸線自由端,7懸線，8測(cè)力計(jì)，9繩線，10孔洞，11導(dǎo)向柱，12聲光玩具,13導(dǎo)線，14金屬片，15橫向面，16弧形金屬板，17氣流通道。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，支架由下方的底板1、立桿2、及上方的橫桿4構(gòu)成，底板1上開(kāi)孔，以供立桿2螺紋式可拆卸地連接在底板1上，橫桿4通過(guò)螺帽3可拆卸地連接在立桿2上。
采用能同時(shí)發(fā)出“動(dòng)聽(tīng)音樂(lè)、閃耀燈光”的兒童用聲光玩具12作為本實(shí)驗(yàn)的聲光發(fā)生器，原料易得，還有利于學(xué)生的喜愛(ài)。折開(kāi)玩具，將其內(nèi)部的電源線斷開(kāi)，并分別接至導(dǎo)線13上，再將導(dǎo)線13與外接電路開(kāi)關(guān)相連，使用玩具自帶的電池供電。當(dāng)外接的電路開(kāi)關(guān)接通時(shí)，該聲光玩具就同時(shí)發(fā)生“動(dòng)聽(tīng)音樂(lè)、閃耀燈光”。
如圖1所示，所述電路開(kāi)關(guān)由分置于兩側(cè)的金屬片14、及橫跨放置在兩金屬片14上方的弧形金屬板16構(gòu)成。金屬片14釘固在底板1上，弧形金屬板16的兩側(cè)設(shè)有橫向伸出的橫向面15，橫向面15放置在對(duì)應(yīng)的兩金屬片14之上，以增大兩者的電接觸面。
弧形金屬板16的四角開(kāi)有孔洞10并穿接有繩線9，該繩線9穿過(guò)孔洞10后繞成四段再掛接在測(cè)力計(jì)8的下方。由于四段繩線9實(shí)為同一股繩線，將其拉進(jìn)或拉出孔洞10，就可以改變各段繩線的長(zhǎng)短，從而將弧形金屬板16調(diào)整到水平狀態(tài)，利于提升實(shí)驗(yàn)效果。
測(cè)力計(jì)8的上方連接有懸線7，懸線7的上端環(huán)繞在橫桿4上、并被夾子5夾持，松開(kāi)夾子5，拉動(dòng)懸線7末端的懸線自由端6，調(diào)整好弧形金屬板16的高度，也就是調(diào)整好 橫向面15與金屬片14之間的間距，再用夾子5將懸線7夾持在橫桿4上。
為避免弧形金屬板16的來(lái)回晃動(dòng)，在底板1的適當(dāng)位置釘固有兩根導(dǎo)向柱11，導(dǎo)向柱的表面包裹有絕緣材料。