【摘 要】
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一、课题的产生 上初二物理课时,我们学到了液体和固体体积的测量方法。由于测量工具是量杯和量筒,所以测量精确度不高。另外,量筒内液面呈现弯月形状,也易造成读数困难,产生较大误差。于是,我们想发明一种操作比较简单,又便于推广应用的高精确度液体、固体体积测量工具及液体量取工具。 二、思路和方案 医用注射器可以作液体体积测量工具,也能作为液体量取工具。它的测量精确度由储液筒的内直径及最小
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二、思路和方案
医用注射器可以作液体体积测量工具,也能作为液体量取工具。它的测量精确度由储液筒的内直径及最小刻度所决定,如2mL的测量精确度能达到0.1mL(图1)。
在长度的测量中,螺旋测微器(图2)的测量精确度能达到0.01mm。另外,通过体积V与长度L的关系,我们能间接测出物体的体积V 。
于是,我们决定用类似注射器的圆柱形容器储液,用螺旋测微器的螺旋读数原理(如图3、图4所示)来测量液体、固体的体积。将原来螺旋测微器标注长度的刻度改为标注体积,数值的读取方法不变。定名为“螺旋体积测微器”,其模型如图3、图5、图7所示。
活塞与螺杆的连接有两种方式,一种是活塞固定在螺杆的末端,另一种是活塞通过轴承或轴套与螺杆连接,后一种连接方式的特点是螺杆转动而活塞不转动,活塞在储液筒里只做前进和后退的平动。如图6、图7所示。储液筒、活塞的材料可选用玻璃,也可选用透明的工程塑料。
四、使用方法
1、液体体积的测量(以水为例):把针头插入水中(非被测水),后移(旋退)螺杆活塞吸入少量水。前移(旋进)螺杆使活塞移到固定刻度的0刻度处,排出储液筒内的水,这时储液筒前端与活塞之间的微小空间被水填满(这样做是为了减小系统误差),再把针头插入被测水中,后移(旋退)螺杆活塞完全吸入被测水。使针头上扬,针头部位抬高,前移(旋进)螺杆排出储液筒内可能出现的气泡,当针头顶端刚好出现小液珠时,读取该液体体积数值U,如图8、图9所示。
2、固体体积的测量(采用二次读数法,媒介液体以水为例):把针头插入水中,后移(旋退)活塞吸入适量水。使针头上扬,前移(旋进)活塞排出储液筒内可能出现的气泡,当看到针头顶端刚好出现小液珠时,读取该液体体积数值U1。再后移(旋退)活塞至储液筒的固体投放口露出,把被测固体放入储液筒里,前移(旋进)活塞至固体投放口封闭,然后使针头上扬,仔细排出储液筒内的气体,当看到针头处刚好出现小液珠时,读取固、液总体积U2,U2-U1 就是被测固体的体积,即U固=U2-U1。
3、一定体积液体的量取:把针头插入待量液体中,后移(旋退)活塞吸入液体。使吸入液体的体积略大于需要体积,使针头上扬,前移(旋进)活塞移到需要体积处,排出储液筒内可能出现的气泡和多余的液体。一定体积液体的量取即告完成。
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