專利名稱：一種小型水滴失重試驗的實驗器具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型系一種小型水滴失重試驗的實驗器具，特別是涉及一種適合中 小學(xué)生科普實驗，觀察驗證水滴在失重狀態(tài)下物理現(xiàn)象的實驗器具。 背景技術(shù)：
1985年4月29日，美國"挑戰(zhàn)者"號航天飛機(jī)發(fā)射升空，美籍華裔科學(xué) 家王贛駿和6名美國宇航員一起參加了這次為期7天的太空飛行。王贛駿是一 名物理學(xué)家，1982年他作為科學(xué)家被美國國家航天局選為宇航員，經(jīng)過兩年的 嚴(yán)格訓(xùn)練之后，乘航天飛機(jī)進(jìn)入太空從事一項航天科學(xué)實驗工作。這項實驗稱 作"零重力液體狀態(tài)實驗"，即用他自制的一種液滴動力測定儀，在太空無地 心引力和無容器的條件下，對液體的各種狀態(tài)進(jìn)行研究。為此，他用了 10年 時間精心準(zhǔn)備。進(jìn)入太空后不久，液滴試驗設(shè)備發(fā)生故障。王贛駿連夜搶修， 連續(xù)工作15小時，終于成功地進(jìn)行了失重條件下液滴形狀和運動的試驗研究。 他用液滴動力測定儀產(chǎn)生高頻聲波，驅(qū)動懸浮在太空的水滴和矽滴，使它變形、 翻滾、震動、合并，觀察液滴在無重力情況下的物理現(xiàn)象。這項實驗的結(jié)果， 可用于在太空制取地球上無法獲得的高純度精密合金和非金屬材料，對于液體 動力學(xué)的研究和無容器治煉先進(jìn)技術(shù)的開發(fā)，具有重要的價值。
研究水滴在失重環(huán)境下的狀態(tài)以及特征對于空間技術(shù)的研究開拓發(fā)展意 義重大，是人們鍥而不舍研究的課題，國家教育部要求中學(xué)生了解包括水滴在 失重狀態(tài)下的科學(xué)實驗。然而，開展此類實驗的難度很大，比如要獲得水滴在 失重狀態(tài)下的環(huán)境便十分困難。美國的航天飛機(jī)，中國飛船升空試驗的代價巨 大，學(xué)生是難以直接參與觀察接觸的。
從教育、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)技術(shù)的知識，直接參與研究探索科學(xué)試驗的角度出 發(fā)，迫切需要能提供一種小型水滴失重試驗的實驗器具，以演示、普及此類知 識。曰發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是要提供一種簡易、小型，能反映水滴在失重狀態(tài)下物 理現(xiàn)象的實驗器具。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
一種小型水滴失重試驗的實驗器具，其特征在于，在一個透明的封閉筒體 中，下端設(shè)置配重塊，上方設(shè)置一水滴滴落組件，在滴落組件的水滴滴落軌跡 側(cè)部配置攝像機(jī)，攝像機(jī)攝像頭針對水滴滴落軌跡。
所述滴落組件為，注射針筒的尾部推桿固定在齒條上，齒條與齒輪嚙合， 齒輪由微型減速電機(jī)驅(qū)動。
所述透明的筒體為塑料薄壁筒體。
所述塑料薄壁筒體為塑料飲料瓶。
所述筒體的下部外表為硅膠質(zhì)圓弧光滑表面。
所述注射針筒為塑料針筒。
所述配重塊為實驗器具所用電器的電池組。
采用本技術(shù)方案，將所述器具從一定的高度自由落體落下，同時使水滴滴 落組件向外滴水，開啟攝像機(jī)。水滴從水滴滴落組件滴出，在空中，在筒體中， 在下落過程中，水滴應(yīng)為失重，為了證明失重可以觀察到它的形態(tài)和水滴直徑。 通過攝像機(jī)的攝像，與常規(guī)重力環(huán)境的水滴直徑相比較，可以顯示，常規(guī)重力 水滴最大直徑為6.9毫米，實驗中做出水滴直徑為14毫米的水球，直徑增加一
倍，由此可見，水滴在失重狀態(tài)水滴直徑變大。此實驗裝置手段現(xiàn)象可以給學(xué) 生增加液體在失重狀態(tài)下的物理形態(tài)特性的認(rèn)識，有利今后進(jìn)一步的研究探 討。
本實用新型的有益效果。本實用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用 方便，效果顯著明確的裝置，給學(xué)生揭示了一種物理現(xiàn)象——水在失重狀態(tài)下 的形態(tài)特性，增加學(xué)生探索科技奧秘的興趣、積極性和知識，為將來投身空間 技術(shù)的科學(xué)研究打下基礎(chǔ)，加快國家的現(xiàn)代化建設(shè)步伐。
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圖l是本實用新型水滴失重試驗的實驗器具的一種實施方式的結(jié)構(gòu)配置
圖2是本實用新型水滴失重試驗的實驗器具另一種實施方式，筒體為塑料 飲料瓶的結(jié)構(gòu)配置圖。
圖中，1—筒體，2a—針筒，2b—推桿，2c—齒輪，2d—微型減速電機(jī)， 2e—齒條，3—攝像機(jī)，4—配重塊，G—水滴。
⑥具體實施方法
以下結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細(xì)說明
一種小型水滴失重試驗的實驗器具，在一個透明的封閉筒體l中，下端配 置了本實驗器具所用電器的電池組作為的重塊4，上方設(shè)置一水滴滴落組件， 在滴落組件的水滴滴落軌跡側(cè)部配置攝像機(jī)3，攝像機(jī)3攝像頭針對水滴G滴落 軌跡。將所述器具從有效落差1.5到3米的高度自由下落，同時滴出水滴滴落組 件中的水滴G，開啟攝像機(jī)3，在下落到地面的過程中攝像機(jī)3拍攝下了水滴G形 狀和直徑。
回放攝像機(jī)3的映像，比較、測量可以求得水滴G的真實直徑。 所述滴落組件為，注射針筒2a的尾部推桿2b固定在齒條2e上，齒條2e與齒
輪2c嚙合，齒輪2c由微型減速電機(jī)2d驅(qū)動。由微型減速電機(jī)2d驅(qū)動，從注射針
筒2a中滴落出水滴G，供試驗用。
所述注射針筒2a為塑料針筒。塑料針筒價格低耐沖擊耐撞擊。 所述透明的筒體l為塑料薄壁筒體，所述塑料薄壁筒體為塑料飲料瓶，所
述筒體l的下部外表為硅膠質(zhì)圓弧光滑表面。塑料飲料瓶來源方便，形狀適宜
下落試驗，阻力小。
權(quán)利要求1.一種小型水滴失重試驗的實驗器具，其特征在于，在一個透明的封閉筒體(1)中，下端設(shè)置配重塊(4)，上方設(shè)置一水滴滴落組件，在滴落組件的水滴滴落軌跡側(cè)部配置攝像機(jī)(3)，攝像機(jī)(3)攝像頭針對水滴(G)滴落軌跡。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述水滴失重試驗的實驗器具，其特征在于所述滴落組 件為，注射針筒(2a)的尾部推桿(2b)固定在齒條(2e)上，齒條(2e)與齒輪(2c) 嚙合，齒輪(2c)由微型減速電機(jī)(2d)驅(qū)動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述水滴失重試驗的實驗器具，其特征在于所述注射針 筒(2a)為塑料針筒。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述水滴失重試驗的實驗器具，其特征在于所述透明的 筒體(l)為塑料薄壁筒體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述水滴失重試驗的實驗器具，其特征在于所述塑料薄壁筒體為塑料飲料瓶。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述水滴失重試驗的實驗器具，其特征在于所述筒體(l) 的下部外表為硅膠質(zhì)圓弧光滑表面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述水滴失重試驗的實驗器具，其特征在于所述配重塊 (4)為實驗器具所用電器的電池組。
專利摘要本實用新型系一種小型水滴失重試驗的演示實驗器具，特別是涉及一種適合中小學(xué)生科普實驗，觀察驗證水滴在失重狀態(tài)下的形態(tài)實驗器具。一種小型水滴失重試驗的實驗器具，在一個透明的封閉筒體(1)中，下端設(shè)置配重塊(4)，上方設(shè)置一水滴滴落組件，在滴落組件的水滴滴落軌跡側(cè)部配置攝像機(jī)(3)，攝像機(jī)(3)攝像頭針對水滴(G)滴落軌跡。本實用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用方便，效果顯著明確的裝置，給學(xué)生揭示了一種物理現(xiàn)象——水在失重狀態(tài)下的形態(tài)特性，增加學(xué)生探索宇宙空間技術(shù)奧秘的興趣、積極性和知識，為將來投身空間技術(shù)事業(yè)打下基礎(chǔ)，加快國家的現(xiàn)代化建設(shè)步伐。
文檔編號G09B23/08GK201364674SQ20092006802
公開日2009年12月16日 申請日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者吳可治, 徐江鹿 申請人:上海市南洋模范中學(xué)