浮力產生原理

2022-10-14 15:06:03 字數 1817 閱讀 1995

浮力產生原理演示裝置說明書

作者:楊柳豔09物理2b班

一、名稱:浮力產生原理演示裝置

二、實驗分析說明

浮力的產生原理在教材中並沒有做要求,但是由於學生學完了浮力的概念、浮沉條件和阿基公尺德原理等基本知識內容,對浮力的產生的根本原因有很強的好奇心:浮力究竟是怎麼產生的?本實驗裝置專為教師引導學生**浮力的產生原理而製作,具有操作簡便,現象明顯的優點,能夠直觀展示液體中物體各面所受液體的壓力大小的異同,從而引導學生發現浮力的根本**。

三、製作材料與工具

材料:有機玻璃、木板、乳膠手套、軟管、泡沫

工具:剪刀、刀子、膠水、刻度尺、手鋸等

四、裝置結構介紹

1、薄膜立方體

薄膜立方體的邊長為8cm,前後兩面為有機玻璃,與4

根等長木棍構成立方體的基本框架,上下左右為張緊度

相同的彈性薄膜貼上而成,如圖(1)。用一軟管連通立

方體內外,保持內外大氣壓相同。

2、木塊立方體

木塊立方體邊長同為8cm,由6塊木板拼接成密封的結

構,可以防止水滲入並浮在水面上。

3、特製水槽

特製水槽的規格為27cm×16cm×18cm的無蓋長方體,

正面是一塊有機玻璃,其餘四面由木板組合成。內部用

2塊板將水槽分隔成內外兩部分,如圖(2)所示,其中

內槽底板有乙個8cm×8cm方孔與外槽相連通,方孔表

面有泡沫來保持立方體底面與方孔氣密性良好。

五、操作與演示

1、把木塊立方體放在內水槽底板方孔上,向內槽注水,

觀察木塊立方體,發現木塊立方體沒有浮起來;

2、往外水槽中注水,發現當外槽的水位達到一定的高

度時,木塊立方體上浮了;

3、取出木塊立方體並把水倒掉;

4、把薄膜立方體放在內水槽底板方孔上,向內槽注

水,觀察薄膜,可以明顯看到左、右和上表面三塊

薄膜都在水的壓力作用下向內凸出,其中左右兩面

的凸出程度一樣,說明左右兩面所受水的壓力等大

反向。而下表面的薄膜則因為沒有受到水的壓力而

不發生變化;

5、往外槽注水,觀察薄膜的變化。當外槽的水位與內

槽底部齊平時,薄膜的下表面的仍無凹凸形變,說

明雖然與水接觸,但下表面仍未受到水的壓力。

6、當外槽水面相對內槽底面的高度等於內槽水面相

對立方體上表面的高度時,可以觀察到薄膜立方體

的上下表面的凸出程度一樣,上下表面所受水的壓

力相同,立方體沒有受到水的浮力。

7、繼續向外水槽注水,下表面薄膜的凸出程度愈來愈

大,說明隨著水位公升高,下表面所受到的壓力越來

越大,並大於上表面所受到的水的壓力,此壓力差即為立方體所受的浮力。如圖(4)

附圖:1、水槽

2、木塊立方體與水槽

3、薄膜立方體與水槽

4、木塊立方體,往內槽注水,木塊不會浮起來

5、往外槽注水,木塊仍不會浮起,此時h 1=h 2。

1h 2

h6、直到h1>h2,木塊才浮起來。

7、薄膜立方體。往內槽注水,立方體左、右和上面上各面的薄膜均在水的壓力作用下向內凸出,但下表面沒有變化。左右兩面所受水的壓力大小相同,並略大於上表面所受水的壓力,但下表面沒有水的壓力,此時立方體不受水的浮力作用。

8、往外槽注水,當水面與立方體下表面接觸時,下表面仍無變化,說明沒有收到水的壓力。

9、當h 1=h 2時,上下表面的凸出程度也相同,說明此時立方體上下表面所收水的壓力大小相同,但立方體仍不受水的浮力作用。

1h 2h

10、繼續注水,可見下表面的薄膜凸出明顯大於上表面,此時立方體受到了水的浮力作用,即為上下表面的壓力差。

浮力產生原因

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