探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系

实验目的

探究浮力的大小与物体排开液体所受重力的关系。

实验原理

称重法：F浮 = G − F，其中 G 为物体重力，F 为物体浸在水中时测力计示数。排开水的重力 G排 = G总 − G桶。比较 F浮 与 G排，可得 F浮 = G排，即阿基米德原理，F浮 = ρ液gV排。

实验器材

• 弹簧测力计
• 溢水杯
• 小桶
• 金属块
• 水
• 细线
• 铁架台

实验步骤

1. 用弹簧测力计分别测出金属块的重力 G 和空桶的重力 G桶。
2. 溢水杯中装水至溢水口，将小桶放在溢水口下方。
3. 把金属块缓慢浸没在水中，读出测力计示数 F，同时用小桶接住溢出的水。
4. 测出小桶和溢出水的总重 G总。
5. 计算 F浮 = G − F 和 G排 = G总 − G桶，比较大小。
6. 换用不同物体重复实验，检验结论。

实验现象与结论

金属块浸入水中后，测力计示数变小，说明受到浮力；小桶接到溢出的水。多次测量均发现 F浮 与 G排 在误差范围内相等。结论：物体受到的浮力等于它排开的液体所受的重力。

注意事项

• 金属块要缓慢放入，防止水溅出。
• 测力计使用前竖直调零。
• 金属块不要碰到杯壁和杯底。

常见问题

为什么溢水杯要先装满水？

若水未到溢水口，部分排开的水留在杯中，溢出的水偏少，测得的 G排 会偏小。

物体没有完全浸没，结论还成立吗？

成立。无论完全浸没还是部分浸入，浮力都等于排开液体的重力。