研究阿基米德定律

在研究阿基米德定律的实验中，液体的表面张力等因素会对实验结果有一定的影响，因此实验一般不采取高精度的测量工具。为了减少实验的相对误差，每次排开水的体积不宜太小。

方法一

目的 研究物体所受的浮力与它所排开液体所受重力之间的关系。

器材 弹簧秤 2 个，溢杯，烧杯，铁架台 2 个，胶木块等。

操作

  1. 如图(a)装好实验装置。向溢杯中装稍过量的水，让部分水溢出到烧杯中。然后读出两个弹簧秤的读数，作为初读数。

  2. 降低左面铁架台夹具的高度，使部分胶木块浸入水中，甲弹簧秤减少的读数就是胶木块受到的浮力F

    的大小，乙弹簧秤增加的读数就是胶木块排开的所受的重力G 的大小。

  3. 再降低左边铁架台夹具的高度，重复操作(2)的过程，共记下五到六组 F 和G

    的值。

  4. 以胶木块受到的浮力F 代表纵轴，以胶木块排开的水的重力G 代表横轴，

    作F-G 图。

  5. 如果F 轴和G 轴采用同样大小的分度，可看到 F-G 图是一根过原点的，与 F

    轴、G 轴都成 45°角的直线（图 b）。说明胶木块受到的浮力总是等于它所排开的水所受的重力，这就是阿基米德定律。

  6. 再以煤油代替水，石蜡块代替胶木块重复以上实验，可以得到相同的结

论。

研究阿基米德定律 - 图1

注意

(1)选择秤量适当的弹簧秤，在实验过程中弹簧长度的变化尽量大一些。(2)实验中用的固体和液体的密度不能差得太多，否则将增大误差。

(3)物体刚下浸到液体时由于受到表面张力的影响和排开液体的体积很小等因素会产生很大的误差，所以作F-G 图线时，应先根据较大的（F，G）值连线，然后逐渐向坐标原点延伸。

方法二

目的 同方法一。

器材 自制溢杯，弹簧秤，烧杯，铁架台，橡胶等。溢杯的制作方法

截去大口瓶的底，将细玻璃管弯成图(a)所示的形状，穿过橡皮塞安装在大口瓶中，即制成一个简易的溢杯。

操作
  1. 如图(a)安装实验装置。向自制溢杯中装稍过量的水，然后用弹簧秤分别

研究阿基米德定律 - 图2测出胶块所受的重力和烧杯所受的重力，作为初读数。

  1. 降低铁架台夹具的高度，使部分胶木块浸入水中，弹簧秤比初读数减少的读数就是胶木块受到的浮力F

    的大小。

  2. 将溢杯下的烧杯拿出用弹簧秤测量它所受的重力：比初读数增加的读数就是胶木块排开的水所受的重力G

    的大小。

  3. 再降低胶木块的高度。重复操作(2)、(3)的过程。共记下五到六组 F 和 G

    的值。

(5)、(6)、(7)同方法一的(4)、(5)、(6)。

注意 同方法一。

说明 本方法只用一个弹簧秤测量F 和G，这样可减小由于弹簧秤带来的系统误差。

方法三

目的 同方法一。

器材 定滑轮，溢杯，烧杯，铝块，细绳等。

操作

  1. 如图装好实验装置。在溢杯中加稍过量的水，使部分水溢至烧杯中。再在烧杯中逐步加水，直至系统平衡为止。

  2. 研究阿基米德定律 - 图3将一铅块逐步浸入溢杯的水中，可看到溢杯中的水不断地流进烧杯中，但系统却始终保持平衡。这说明铅块所受到的浮力 F 始终等于它所排开的水所受的重力G，这就是阿基米德定律。

注意 用滑轮指示平衡较为直观，但是灵敏度极低，为此要选择能灵活转动的轻质滑轮，才能说明问题。