物理是自然科学中的一门基础学科。学习物理知识离不开物理实验操作。物理实验是物理学的基础,它可以加深学生对课本知识的理解,提高学生的学习兴趣,培养学生的思维能力和创新意识。因此,物理课堂演示实验非常重要,而阿基米德原理实验又是物理实验的重中之重。所以这就要求在教学中,验证阿基米德原理的实验要操作简单、效果明显。传统的阿基米德原理实验步骤繁琐、测量的数据多、误差大、数据容易混淆,而且实验装置存在一定的缺陷,让学生对于阿基米德原理的理解不够全面。为了让学生能正确理解阿基米德原理,为以后的物理学习打好基础,阿基米德原理实验装置的改进是非常有必要的。本实验仪采用高精度的传感器测量液位和浮力,克服了传统实验中误差大、步骤繁琐等缺点。实验仪整体主要设计了两个装置:液位测量装置和浮力测量装置。液位测量装置中线性CCD图像传感器采用激光反射测量法采集液位变化信息。通过STM32F103单片机产生CCD驱动信号,对CCD的输出信号进行预处理并进行A/D转换。图像处理中采用中值滤波方法处理图像噪声,再对图像进行液位提取,然后在STM32液晶显示屏上显示出测量图像,通过触摸屏实现图像定位,获取最终的液位变化。浮力测量装置程序设计是依靠Keil uVision平台使用C语言进行编程。对拉力传感器输出的差分信号进行放大,然后把放大信号传送到单片机ADC模块进行A/D转换。通过多次采样得到输出电压平均值,根据公式把电压值转换为拉力值,根据拉力值计算出浮力。最后把两种实验结果对比可验证液位和浮力的变化关系,以达到精确测量的实验目的。智能型阿基米德定律实验仪实验器材现代化、操作简单、实验数据精确直观,能够让学生对阿基米德原理有更深的理解,同时可以更好培养学生的物理思维和科学精神。