探究影响浮力大小的因素
阿基米德到底发现了什么
用弹簧测力计挂住物体浸入液体,改变浸入深度、液体密度等条件,探究浮力大小与哪些因素有关。
配套虚拟仿真:浮力与密度
拖动改变物体体积与材料,观察上浮、悬浮或下沉,实时显示重力、浮力与排开液体体积。
实验目的
- 学会用称重法测浮力。
- 探究浮力与排开液体体积、液体密度的关系。
- 理解阿基米德原理。
实验原理
用弹簧测力计测出物体在空气中的重力 G,再测出物体浸在液体中时测力计的示数 F,则浮力 F浮 = G − F(称重法)。
实验表明:物体所受浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关,与物体浸没的深度、物体的形状、物体的密度都无关。这就是阿基米德原理:F浮 = ρ液 g V排。
关键公式 / 方程式
F浮 = G − F;F浮 = ρ液 g V排
实验器材
弹簧测力计
圆柱形重物(或金属块)
烧杯 2 只
水、浓盐水(或酒精)
细线
刻度尺
实验步骤
1
测重力
用弹簧测力计测出物体在空气中的重力 G。
2
测不同浸入深度的浮力
把物体缓慢浸入水中,分别在浸入 1/4、2/4、3/4、全浸没时读出测力计示数,计算浮力。
3
改变深度
物体完全浸没后继续下沉,改变浸没深度,观察测力计示数是否变化。
4
改变液体密度
把物体浸没在浓盐水中,读出测力计示数,与水中的结果比较。
5
收集排开液体
用小桶收集物体排开的水,用测力计测其重力,与浮力比较。
实验现象
物体浸入水中的体积越大,测力计示数越小,浮力越大。
物体完全浸没后继续下沉,示数不再变化,说明浮力与深度无关。
物体浸没在盐水中时示数比在水中更小,浮力更大。
实验结论
结论
物体所受浮力的大小与液体密度和物体排开液体的体积有关:排开液体体积越大、液体密度越大,浮力越大;与浸没深度、物体形状无关。浮力等于物体排开液体所受的重力。
安全提示
请务必遵守以下安全要求
弹簧测力计使用前要先校零,读数时视线正对刻度。
液体不要洒到桌面和天平上,实验后擦干。