小玩童科技小制作——水的浮力

实验重点：科学启蒙教育感知物体在水中会受到水的浮力作用

实验目的：1.简单测量物体受到水的浮力大小 2. 培养学生分析概括能力、解决问题能力与动手操作能力。

实验认知：浸在液体中的物体，当它所受的浮力大于重力时，物体上浮；当它所受的浮力小于所受的重力时，物体下沉；当它所受的浮力与所受的重力相等时，物体悬浮在液体中，或漂浮在液体表面上。液体具有流动性，在重力的作用，便向容壁、容器底流动而产生压力。由于力的作用是相互的，容器底和容器壁也对液体产生一个反作用力，作用力反作用力在液体之间相互作用，就产生了压强。它们大小相等、方向相反，并与深度成正比，同一水平面上，液体向各个方向产生的压强相同。在没有任何外力的情况下，液体保持静止状态。因为液体具有压强，它们之间才会相互支持，相互联系而形成一个有机的整体。液体中任何一点液压的改变，都会形成压强差，从而引起相邻液压的改变。

实验步骤：1.实验准备：认识实验器材:测力器、大塑料杯、螺母、小塑料杯、铜丝。2. 用铜丝穿过小塑料杯的小孔两头拧住，做成一只小桶，把两个螺母放入(再找一些配重物），用测力器测量此时桶的重量并记录。另外再找其他重物做测量也做好记录。

3. 在大塑料杯内倒上水（约7 -8成满），（如图所示）把提有重物的测力器，移到水杯上，把重物慢慢浸入水中，仔细观察测力器指针会发生什么变化？

提示：测力器是有一定的测重范围,不能超过50克,以免影响实验效果。

知识拓展：公元前245年，赫农王命令阿基米德（Archimedes）鉴定一个皇冠。赫农王给金匠一块金子让他做一顶纯金的皇冠。做好的皇冠尽管与先前的金子一样重，但国王还是怀疑金匠掺假了。他命令阿基米德鉴定皇冠是不是纯金的，但是不允许破坏皇冠。这似乎是件不可能的事情。然而他在一次洗澡过程中突然发现其中的奥秘，然后他把差不多一样大的石块和木块同时放入浴盆，浸入水中。石块下沉到水里，但是他能感觉到石块变轻了。而且，他必须要向下按着木块才能把它完全浸到水中。这表明浮力与物体的排水量（物体体积）有关，而不与物体重量有关。物体在水中感觉有多重一定与它的密度（物体单位体积的质量）有关。阿基米德因此找到了解决国王问题的方法，问题关键在于密
度。如果皇冠里面含有其他金属，它的密度会不相同，在重量相等的情况下，这个皇冠的体积是不同的。

最重要的是，阿基米德发现了浮力原理，即水对物体的浮力等于物体所排出水的重量。

物体浸在液体中排开液体的重力等于物体浸在液体中受到的浮力。即F浮=G液排=ρ液gV排。（V排表示物体排开液体的体积）

你知道吗？如果铁块和船的重量一致，那么铁块会沉入水中，船却可以浮在水面上。它们都同样是由铁制作的，因为船的中间是空的，船身的

铁很薄，体积也大。想比之下，铁块所排开的水的重量（浮力）要比铁块本身的重量小，而船所排开的水的重量（浮力）却比本身重量大。所

以，船可以浮在水面上。

实验报告：通过本次科学启蒙教育实验，了解浮力的原理和定义，会运用简单的浮力计算公式。