Question

问题解决--测量浮力：

小雨想要知道一块形状不规则的塑料泡沫浸没在水中时所受浮力的大小，身边只有一个轻质滑轮，一把轻质硬木刻度尺，一个密度小于水的正方体木块，一个盛有适量水的水槽和线绳．

（1）测量步骤（配图说明）；

（2）计算出浮力的大小F浮= ．

 

Answer 1

（1）将轻质硬木刻度尺吊起后组成一杠杆，分别将正方体木块和塑料泡沫吊在轻质硬木刻度两端，改变正方体木块和塑料泡沫的位置使杠杆在水平位置平衡，读出力臂l1和l2。

(2)将正方体木块放入盛有适量水的水槽中，用刻度尺测出木块的边长a和木块下表面到水面的距离h

由于木块漂浮在水中G=F浮=

如图乙所示，用此装置使塑料泡沫浸没在水中，并使杠杆水平平衡，使动力臂l1大小不变并读出力臂l3

在图甲中，由杠杆平衡条件，G l1=l2，可得G=

在图乙中，绳对刻度尺拉力F,则F l1=l3

F=

塑料泡沫受到拉力、重力和浮力作用，

F浮=G-F=

 

【解析】

试题分析：

塑料泡沫密度小于水应漂浮在水中。利用图乙装置，须知道塑料泡沫受到的重力才能计算出浮力的大小。

利用图甲装置，利用杠杆的平衡条件求塑料泡沫受到的重力，须知道木块受到的重力。所以图丙装置，根据漂浮和阿基米德原理，便可求出木块受到的重力。

考点：杠杆平衡条件 阿基米德原理 物体浮沉条件受力分析