阿基米德原理實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

劉雷

摘要：傳統(tǒng)的阿基米德原理實(shí)驗(yàn)步驟較多，需要測(cè)量的數(shù)據(jù)也多，學(xué)生不容易通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接看出物體所受浮力大小與排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系，所以不能直接得出阿基米德原理，不能使學(xué)生深刻準(zhǔn)確地理解阿基米德原理。實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)改進(jìn)后可以從兩個(gè)改造的彈簧測(cè)力計(jì)的刻度上直接讀數(shù)出F浮和G排，這樣就能直接驗(yàn)證阿基米德原理。

關(guān)鍵詞：阿基米德原理 ?初中物理 ?實(shí)驗(yàn) ?改進(jìn)

教材分析：

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，阿基米德原理實(shí)驗(yàn)是初中物理八年級(jí)下冊(cè)《第十章 浮力》中的一個(gè)很重要的實(shí)驗(yàn)，也是初中物理的重要實(shí)驗(yàn)之一，是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。它是解決浮力有關(guān)應(yīng)用問(wèn)題的依據(jù)；又是學(xué)習(xí)下節(jié)《物體的浮沉條件及應(yīng)用》的基礎(chǔ)。在初中物理中凡是涉及浮力的問(wèn)題，基本都會(huì)使用到阿基米德原理的知識(shí)。

設(shè)計(jì)思路：

一、原實(shí)驗(yàn)的不足

（一）傳統(tǒng)的阿基米德原理實(shí)驗(yàn)步驟較多，測(cè)量數(shù)據(jù)也多，數(shù)據(jù)處理繁瑣，不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)出F浮、G排的數(shù)值，學(xué)生需要用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行四次測(cè)量并讀數(shù)，然后再兩兩相減才能得出數(shù)值，很多學(xué)生不知道怎么處理這些數(shù)據(jù)，學(xué)生不容易通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接看出物體所受浮力大小與排開(kāi)液體重量的關(guān)系，所以不能直接得出阿基米德原理，不能使學(xué)生深刻準(zhǔn)確地理解阿基米德原理。

（二）有一定人為因素的影響。由于物體浸入液體中時(shí)是用手提著彈簧測(cè)力計(jì)操作的，而手的輕微晃動(dòng)不可避免，這就會(huì)使物體排開(kāi)液體的體積發(fā)生細(xì)微的變化，從而出現(xiàn)誤差。

鑒于以上不足我對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)。

二、問(wèn)題改進(jìn)與創(chuàng)新

（一）使用兩個(gè)經(jīng)過(guò)改進(jìn)的彈簧測(cè)力計(jì)可以分別直接讀出物體所受浮力和排開(kāi)液體所受的重力，方便比較F浮和G排的大小關(guān)系。

彈簧測(cè)力計(jì)右半部分的刻度重新標(biāo)讀數(shù)，但刻度的分度值保持不變，測(cè)量浮力的彈簧測(cè)力計(jì)零刻度標(biāo)在物體的重力值上，將物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)上，示數(shù)為物體重力，那么就在指針?biāo)赣覀?cè)刻度上標(biāo)零，當(dāng)物體逐漸浸入液體中時(shí)，所受浮力變大，指針上移，所以越往上讀數(shù)應(yīng)該越大，按照原來(lái)的分度值標(biāo)上刻度；測(cè)量排開(kāi)液體所受重力的彈簧測(cè)力計(jì)零刻度標(biāo)在空桶的重力值上，可以在掛上空桶后向下移動(dòng)刻度盤使指針指零，當(dāng)水流入桶中，指針下移，所以越往下讀數(shù)越大。

（二）利用升降臺(tái)操作物體的升降，排除人為因素的影響。當(dāng)用手拿著彈簧測(cè)力計(jì)掛著物體浸入液體中時(shí)，由于手會(huì)有輕微的晃動(dòng)所以會(huì)使物體排開(kāi)液體的體積有細(xì)小的變化，應(yīng)用升降臺(tái)可以很好地控制物體緩慢浸入液體，從而減小了實(shí)驗(yàn)誤差，操作也比較方便。

三、實(shí)驗(yàn)方法步驟

（一）組裝器材，將兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別掛在兩個(gè)鐵架臺(tái)上。右邊彈簧測(cè)力計(jì)掛上重物，將溢水杯和小桶放在升降臺(tái)上，并調(diào)整溢水杯和小桶到適當(dāng)?shù)母叨取?/p>

（二）將溢水杯裝滿水，利用升降臺(tái)將重物緩緩浸入水中少許，右邊這個(gè)測(cè)力計(jì)的示數(shù)就是物體所受浮力F浮，排出的水流入小桶中，將小桶掛在左邊彈簧測(cè)力計(jì)上，示數(shù)就是排開(kāi)水的重力G排。將數(shù)據(jù)記錄在表格中并比較F浮是否等于G排。

（三）繼續(xù)升高升降臺(tái)增大重物排開(kāi)水的體積，重做上面的實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，仍然可直接得到關(guān)系式F浮= G排。

（四）為了得到普遍規(guī)律，可將溢水杯中的水換成酒精重做上面的實(shí)驗(yàn)。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開(kāi)液體所受的重力，即F浮=G排。

實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)：本實(shí)驗(yàn)從兩個(gè)改造的彈簧測(cè)力計(jì)的刻度上可以直接讀數(shù)出F浮和G排，對(duì)比發(fā)現(xiàn)讀數(shù)是一樣的，這樣就可以直接驗(yàn)證阿基米德原理，效果非常明顯，這樣就避免了原實(shí)驗(yàn)四次測(cè)量讀數(shù)帶來(lái)的不方便，器材優(yōu)化，操作簡(jiǎn)便，結(jié)果一目了然，直觀易懂。