阿基米德原理實驗改進

劉雷

摘要：傳統的阿基米德原理實驗步驟較多，需要測量的數據也多，學生不容易通過實驗直接看出物體所受浮力大小與排開液體所受重力的關系，所以不能直接得出阿基米德原理，不能使學生深刻準確地理解阿基米德原理。實驗經過改進后可以從兩個改造的彈簧測力計的刻度上直接讀數出F浮和G排，這樣就能直接驗證阿基米德原理。

關鍵詞：阿基米德原理 ?初中物理 ?實驗 ?改進

教材分析：

物理是一門以實驗為基礎的學科，阿基米德原理實驗是初中物理八年級下冊《第十章 浮力》中的一個很重要的實驗，也是初中物理的重要實驗之一，是重點也是難點。它是解決浮力有關應用問題的依據；又是學習下節《物體的浮沉條件及應用》的基礎。在初中物理中凡是涉及浮力的問題，基本都會使用到阿基米德原理的知識。

設計思路：

一、原實驗的不足

（一）傳統的阿基米德原理實驗步驟較多，測量數據也多，數據處理繁瑣，不能通過實驗直接測出F浮、G排的數值，學生需要用一個彈簧測力計進行四次測量并讀數，然后再兩兩相減才能得出數值，很多學生不知道怎么處理這些數據，學生不容易通過實驗直接看出物體所受浮力大小與排開液體重量的關系，所以不能直接得出阿基米德原理，不能使學生深刻準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是用手提著彈簧測力計操作的，而手的輕微晃動不可避免，這就會使物體排開液體的體積發生細微的變化，從而出現誤差。

鑒于以上不足我對實驗進行了改進。

二、問題改進與創新

（一）使用兩個經過改進的彈簧測力計可以分別直接讀出物體所受浮力和排開液體所受的重力，方便比較F浮和G排的大小關系。

彈簧測力計右半部分的刻度重新標讀數，但刻度的分度值保持不變，測量浮力的彈簧測力計零刻度標在物體的重力值上，將物體掛在彈簧測力計上，示數為物體重力，那么就在指針所指右側刻度上標零，當物體逐漸浸入液體中時，所受浮力變大，指針上移，所以越往上讀數應該越大，按照原來的分度值標上刻度；測量排開液體所受重力的彈簧測力計零刻度標在空桶的重力值上，可以在掛上空桶后向下移動刻度盤使指針指零，當水流入桶中，指針下移，所以越往下讀數越大。

（二）利用升降臺操作物體的升降，排除人為因素的影響。當用手拿著彈簧測力計掛著物體浸入液體中時，由于手會有輕微的晃動所以會使物體排開液體的體積有細小的變化，應用升降臺可以很好地控制物體緩慢浸入液體，從而減小了實驗誤差，操作也比較方便。

三、實驗方法步驟

（一）組裝器材，將兩個彈簧測力計分別掛在兩個鐵架臺上。右邊彈簧測力計掛上重物，將溢水杯和小桶放在升降臺上，并調整溢水杯和小桶到適當的高度。

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

（三）繼續升高升降臺增大重物排開水的體積，重做上面的實驗，記錄數據，仍然可直接得到關系式F浮= G排。

（四）為了得到普遍規律，可將溢水杯中的水換成酒精重做上面的實驗。

四、實驗結論

通過分析實驗數據可得：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液體所受的重力，即F浮=G排。

實驗評價：本實驗從兩個改造的彈簧測力計的刻度上可以直接讀數出F浮和G排，對比發現讀數是一樣的，這樣就可以直接驗證阿基米德原理，效果非常明顯，這樣就避免了原實驗四次測量讀數帶來的不方便，器材優化，操作簡便，結果一目了然，直觀易懂。