浮力实验

拖拽物体浸入水中,验证阿基米德原理 F浮=ρ液gV排 · 初中力学
0 1 2 3 4 0.0N 水面 铝块 G F浮 F拉 器材架 铝块 2.7g/cm³ 铁块 7.8g/cm³ 木块 0.6g/cm³ 点击选择材料 拖拽物体浸入水中 向下拖拽物体入水 浸入体积 0%
点击器材架选择材料
向下拖拽物体浸入水中
观察弹簧秤示数变化
切换液体验证公式

物体参数

材质
密度 ρ2.7 g/cm³
体积 V100 cm³
重力 G2.70 N

液体选择

液体密度1.0 g/cm³

力分析

重力 G ↓2.70 N
浮力 F浮 ↑0.00 N
拉力 F拉 ↑2.70 N
浸入体积0 cm³
浸入 0%

显示选项

力的箭头

阿基米德原理

浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力。

  • F浮 — 浮力(单位:N)
  • ρ液 — 液体密度(单位:kg/m³)
  • g — 重力加速度(约 9.8 N/kg,计算时常取 10)
  • V排 — 物体排开液体的体积(单位:m³)

实验方法:称量法测浮力 → F浮 = G - F示(弹簧测力计空气中读数 - 液体中读数)

浮沉条件

物体的浮沉取决于重力 G 和浮力 F浮 的大小关系:

  • 上浮:F浮 > G(ρ物 < ρ液)→ 最终漂浮
  • 悬浮:F浮 = G(ρ物 = ρ液)→ 停在液体中任意位置
  • 下沉:F浮 < G(ρ物 > ρ液)→ 沉到容器底部
  • 漂浮:物体静止在液面上,F浮 = G,V排 < V物

考点提醒:漂浮和悬浮都是 F浮 = G,但漂浮物体部分露出液面。

典型例题

题目:一个体积为 100cm³ 的铝块(密度 2.7g/cm³),挂在弹簧测力计下浸没在水中,求:

(1)铝块受到的浮力;(2)弹簧测力计的示数

G = ρ铝 × g × V = 2.7×10³ × 10 × 100×10⁻⁶ = 2.7 N
F浮 = ρ水 × g × V排 = 1.0×10³ × 10 × 100×10⁻⁶ = 1.0 N
F示 = G - F浮 = 2.7 - 1.0 = 1.7 N
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