初中 物理 探究实验 进阶难度 浮力

探究影响浮力大小的因素

阿基米德到底发现了什么

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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。

打开仿真

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。

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