阿基米德原理实验改进

刘雷

摘要：传统的阿基米德原理实验步骤较多，需要测量的数据也多，学生不容易通过实验直接看出物体所受浮力大小与排开液体所受重力的关系，所以不能直接得出阿基米德原理，不能使学生深刻准确地理解阿基米德原理。实验经过改进后可以从两个改造的弹簧测力计的刻度上直接读数出F浮和G排，这样就能直接验证阿基米德原理。

关键词：阿基米德原理  初中物理  实验  改进

教材分析：

物理是一门以实验为基础的学科，阿基米德原理实验是初中物理八年级下册《第十章 浮力》中的一个很重要的实验，也是初中物理的重要实验之一，是重点也是难点。它是解决浮力有关应用问题的依据；又是学习下节《物体的浮沉条件及应用》的基础。在初中物理中凡是涉及浮力的问题，基本都会使用到阿基米德原理的知识。

设计思路：

一、原实验的不足

（一）传统的阿基米德原理实验步骤较多，测量数据也多，数据处理繁琐，不能通过实验直接测出F浮、G排的数值，学生需要用一个弹簧测力计进行四次测量并读数，然后再两两相减才能得出数值，很多学生不知道怎么处理这些数据，学生不容易通过实验直接看出物体所受浮力大小与排开液体重量的关系，所以不能直接得出阿基米德原理，不能使学生深刻准确地理解阿基米德原理。

（二）有一定人为因素的影响。由于物体浸入液体中时是用手提着弹簧测力计操作的，而手的轻微晃动不可避免，这就会使物体排开液体的体积发生细微的变化，从而出现误差。

鉴于以上不足我对实验进行了改进。

二、问题改进与创新

（一）使用两个经过改进的弹簧测力计可以分别直接读出物体所受浮力和排开液体所受的重力，方便比较F浮和G排的大小关系。

弹簧测力计右半部分的刻度重新标读数，但刻度的分度值保持不变，测量浮力的弹簧测力计零刻度标在物体的重力值上，将物体挂在弹簧测力计上，示数为物体重力，那么就在指针所指右侧刻度上标零，当物体逐渐浸入液体中时，所受浮力变大，指针上移，所以越往上读数应该越大，按照原来的分度值标上刻度；测量排开液体所受重力的弹簧测力计零刻度标在空桶的重力值上，可以在挂上空桶后向下移动刻度盘使指针指零，当水流入桶中，指针下移，所以越往下读数越大。

（二）利用升降台操作物体的升降，排除人为因素的影响。当用手拿着弹簧测力计挂着物体浸入液体中时，由于手会有轻微的晃动所以会使物体排开液体的体积有细小的变化，应用升降台可以很好地控制物体缓慢浸入液体，从而减小了实验误差，操作也比较方便。

三、实验方法步骤

（一）组装器材，将两个弹簧测力计分别挂在两个铁架台上。右边弹簧测力计挂上重物，将溢水杯和小桶放在升降台上，并调整溢水杯和小桶到适当的高度。

（二）将溢水杯装满水，利用升降台将重物缓缓浸入水中少许，右边这个测力计的示数就是物体所受浮力F浮，排出的水流入小桶中，将小桶挂在左边弹簧测力计上，示数就是排开水的重力G排。将数据记录在表格中并比较F浮是否等于G排。

（三）继续升高升降台增大重物排开水的體积，重做上面的实验，记录数据，仍然可直接得到关系式F浮= G排。

（四）为了得到普遍规律，可将溢水杯中的水换成酒精重做上面的实验。

四、实验结论

通过分析实验数据可得：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体所受的重力，即F浮=G排。

实验评价：本实验从两个改造的弹簧测力计的刻度上可以直接读数出F浮和G排，对比发现读数是一样的，这样就可以直接验证阿基米德原理，效果非常明显，这样就避免了原实验四次测量读数带来的不方便，器材优化，操作简便，结果一目了然，直观易懂。