关于此实验
将方块悬挂在弹簧秤上，并将其放入溢流容器中。方块浸入时，秤上的读数会减小，液体则溢出到接液杯中。秤上减小的重量始终等于杯中液体的重量，这就是阿基米德原理。改变方块的材料、液体和大小，了解哪些因素会使物体漂浮或下沉。
学习目标
- 用空气中的重量与液体中的秤读数之差来测量浮力
- 验证浮力等于被排开液体的重量
- 观察方块完全浸没后，浮力会随浸没体积增大，而不会随深度变化
- 比较木块的密度和液体的密度，预测木块会浮起还是下沉。
使用方法
- 1将铝块置于空气中，用弹簧秤读取它的重量。
- 2一点一点地向下拉动木块，观察弹簧秤读数、浮力和接液杯。
- 3木块完全浸没后，继续向下移动。观察图表中哪种力保持不变。
- 4尝试将木块和蜡块放入不同液体中，找出绳子松弛、木块浮起时的深度。
模型
假设
- 木块是密度均匀的实心立方体，浸入液体时始终保持水平。
- 溢流容器始终装满至出水嘴，因此接液杯中恰好装有木块排开的液体。
- 液体静止不动，且各个深度的密度相同。忽略表面张力。
- 绳子和弹簧秤的挂钩没有质量，且 g = 9.8 N/kg。
在课堂上试试这个实验
- Q1铝块在空气中的重量为 13.2 N，在水中为 8.3 N。它排开了多少体积的水？
- Q2当铝块完全浸没在水面下时，为什么秤的读数不再变化？
- Q3蜡能浮在水面上，却会沉入乙醇中。请用密度解释原因。
- Q4亚克力会沉入水中，却能浮在盐水上。它有多少部分露出水面？
常见问题
物体所在的位置越深，它受到的浮力就越大吗？
不会。水越深，压强越大，但作用在物体上表面的压强也同样增大。上表面和下表面所受推力之差保持不变，因此，完全浸没的物体所受的浮力不随深度变化。
沉重的钢制船只为什么能浮起来？
船体围住了大量空气，占据很大的体积，因此整艘船的平均密度低于水。船会下沉，直到排开与自身重量相等的水。
物块的质量会影响它受到的浮力吗？
不。浮力只取决于浸入液体中的体积和液体的密度。质量只决定浮力是否足以托起方块。