物体所受浮力和排开水重相等吗

范忠海

如图1所示.将易拉罐按入装满水的烧杯中，会明显感受到易拉罐受到向上的力的作用.这个力就是浮力.易拉罐浸入水中的同时，会排开和浸入体积相同的水.那么易拉罐所受浮力的大小与排开的水所受的重力有什么关系呢？它们是否相等？還是让我们用实验来探究一下吧.

实验过程

浸在液体中的物体受到液体对它竖直向上的力.这个力叫作浮力.物体所受重力的方向是竖直向下的，而受到浮力的方向是竖直向上的.因此我们可以利用弹簧测力计，通过称量物体浸入水中前后所受拉力的差值计算出浮力大小.在测量浮力的同时，将物体所排开的水收集到小桶中，用弹簧测力计测量小桶和水的总重，然后减去事先测得的空桶重，就可以得到排开水所受的重力，最后将物体所受浮力和排开水所受的重力进行比较，就可以得到探究实验的结论，实验过程如表1所示，

实操中的注意事项

本实验是中考物理实操实验中的选考实验，涉及铁架台、弹簧测力计、溢水杯等多种实验器材的使用.铁架台、弹簧测力计在以往的实验中已经多次涉及，而溢水杯的使用在物理实验中属于首次.在本实验中需要注意以下几点.

1.溢水杯是一种化学反应容器，形似烧杯（如图2），在杯体上端有导管和外界连通.一旦杯中液体的液面高于溢口处.液体就会从导管排出，最终液面和溢口处相平.本次实验过程中要确保溢水杯中水面刚好到达溢口处.实验前可将较多水倒人杯中，待多余的水从导管排出，水面静止后可以进行实验.

2.溢水杯中盛满水时.稍有晃动水就会从导管流出，为了避免这种情况，要先搭建铁架台.将溢水杯放置在铁架台底部之后再向杯内注水.注满水后.不能再调整溢水杯位置.

3.实验过程中.若溢水杯没有盛满水就将小石块浸入水中.就会使得溢出水的体积小于小石块浸入水中的体积.导致所测量排开水所受的重力偏小.最终会造成实验数据不准确，增大实验误差.

在整个实验过程中.要注意实验步骤的先后顺序.如果先测小石块受到的浮，再测小石块所受重力，小石块上面沾有水，会导致所测小石块所受重力偏大，影响实验的准确性，同理.在计算溢出水所受的重力时.应该先测量出空水桶所受的重力.如果将桶中水倒掉再测量桶重.这样桶中残留的水会使所测桶重偏大，影响实验结果.

另外.有些同学选择将小桶中的水倒入量筒中测量水的体积，然后通过计算得出小石块排开水所受到的重力.这种实验方法不可取.因为难以保证将全部溢出的水倒人量筒中.最终会导致所测小石块排开的水重偏小.造成实验误差.实验完成后要及时将实验结论填入表格中，并整理好实验器材.

分析讨论

1.小石块“浸在”水里包括“全部浸入（即浸没）”和“部分浸入”两种情况，在实验中两种情况均不影响探究实验结果.为了减小实验误差.可以采取以上两种方式分别进行实验，需要注意的是.要确保在弹簧测力计稳定的情况下进行读数.

2.本实验探究的是“物体所受浮力和排开液体所受重力”的关系，我们还可以选用盐水、酒精等其他液体进行多次探究，从而验证实验结论的普遍性.

3.本实验所探究的结论即为阿基米德原理，根据阿基米德原理的导出式F浮=p液gv排，不论物体是浸没还是部分浸入在液体里，都受到浮力.对于同一物体而言.浸没时受到的浮力大小只和液体的密度及物体所排开液体的体积有关，与物体的形状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中的运动状态等因素无关.阿基米德原理对物体浸入气体中所受到的浮力也同样适用.

责任编辑 林洋