浮力的大小

浮力的大小 【目的和要求】 通过分步演示，观察浮力大小的变化，了解决定浮力大小的因素。 【仪器和器材】 阿基米德定律演示器（J2118型），自制圆柱体（见参考资料），清水，煤油。 【实验方法】 1．将阿基米德定律演示器的塑料圆柱体直接挂在专用测力计下，先后将圆柱体缓慢浸入水中1／4、1／2、3／4、全部，观察从溢水杯的溢水口排出流入塑料小桶内的水的体积（图1．40－1），每一次都得出物体浸入水中的体积与排开的 水的体积相等。同时，从专用测力计的读数，观察圆柱体所受浮力大小的变化，得出物体所受浮力的大小与排开的水的体 积成正比。 将圆柱体浸没在水中不同深度处，观察所受浮力的大小不变，说明浮力的大小与物体浸没在水中的深度无关。 2．将自制的圆柱体直接挂在专用测力计下，让圆柱体缓慢浸入水中，（由于自制圆柱体与塑料圆柱体的体积相同，只 是自身材料的性质不同，）观察到所受浮力的大小与塑料圆柱体相等，得出浮力的大小与浸没物体的密度无关。 将自制圆柱体的形状改变（如捏扁），观察所受浮力不变，得出浮力的大小与浸没物体的形状无关。 3．将塑料圆柱体浸入煤油中，观察所受浮力比浸入水中要小，说明浮力的大小跟排开的液体的密度有关。 【注意事项】 1．本节实验既是阿基米德定律的实验基础，又是理解分析浮力产生原因的实验基础。只有在学生认识浮力的大小只跟 物体排开的水的体积有关，而跟物体自身的材料性质无关之后，才能理解为什么可以在液体内部任意画出一个立方体进行 讨论，使这一假想的物理模型建立在实验的基础上。 2．为了使实验结果便于对比，从数据中寻找结论，建议教师将同一物体浸入不同体积、不同的物体浸入同一液体、同 一物体浸入不同液体的有关测量值及计算结果一个格，画在黑板上，使学生一目了然。 3．如果将此演示实验改用圆柱体组（J2107型）和弹簧秤，让学生自己去动手做实验，效果会更好。 【参考资料】 1．自制圆柱体：用橡皮泥（或腻子、柏油、水泥）加入适量碎石或铁粉作填料，利用阿基米德定律演示器的塑料小桶 做模型，制作一个与塑料圆柱体体积相同而密度不同的圆柱体，它受的重力要远大于塑料圆柱体受的重力而小于测力计的 最大量程（2牛顿）。上端插入带挂钩的铁丝，以便悬挂。 编者提示：本小实验可辅以“力学”部分的物理实验教学，以此培养和提高学生的实验能力和素养。