探究浮力的大小与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之间的定量关系。

实验原理

称重法：物体在空气中的重力为 G，浸入液体后弹簧测力计示数为 F，则浮力 F浮 = G - F。排开液体的重力 G排 = G总 - G桶。实验表明 F浮 = G排，即浸在液体中的物体所受浮力等于它排开的液体所受的重力，这就是阿基米德原理，可写作 F浮 = ρ液gV排。

实验器材

• 弹簧测力计
• 物块（如石块）
• 溢水杯
• 小桶
• 水
• 细线
• 铁架台

实验步骤

1. 用弹簧测力计测出物块的重力 G 和空小桶的重力 G桶。
2. 溢水杯中装水至溢水口，小桶放在溢水口下方。
3. 把物块缓慢浸没水中，读出测力计示数 F，同时用小桶接溢出的水。
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. 换用不同物块或液体重复实验，寻找普遍规律。

实验现象与结论

物块浸入水中后，测力计示数变小，说明受到向上的浮力；溢出水的重力与浮力大小在误差范围内相等。结论：浸在液体中的物体受到的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力。

注意事项

• 溢水杯必须先装满水到溢水口
• 物块不要碰到杯底和杯壁
• 测力计使用前先调零并检查指针

常见问题

如果溢水杯没有装满水，结果会怎样？

物块排开的水不会全部溢出，测得的 G排 偏小，小于浮力。

为什么要先测空桶的重力？

要用桶和水的总重减去空桶重，才能得到溢出水的重力。