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九年级的学生学习九年级物理“浮力”一节以后,经常会遇到用阿基米德原理求解浮力的问题。许多学生经常出错的一个问题就是:认为浸在液体中的物体排开液体的体积一定是等于V2-V1。
不难理解,假如物体全部浸没在液体中,物体所排开液体的体积一定是等于V2-V1。
如果物体只有部分浸入液体中,物体排开液体的体积是否还是等于V2-V1?
例:为了测定一只小玻璃瓶的密度,只有一个量杯及足量的水,请设计一个测定玻璃密度的实验,要求写出主要的实验步骤及用所测的物理量写出玻璃密度的表达式。
实验步骤:(1)向量杯中倒入一定量的水,记录水的体积V1;(2)将小玻璃瓶瓶口朝上,使其漂浮,记录此时的体积V2,漂浮时G=F浮=ρgV排=ρg((V2-V1),所以m=G/g=ρ水g((V2-V1)/g=ρ水(V2-V1);(3)将小玻璃瓶沉入水中,记录此时的体积V3,玻璃瓶的体积为V3-V1;(4)玻璃杯玻璃的密度的表达式ρ=m/v=(V2-V1)ρ水/(V3-V1)。
从表面上来看,解答的过程好像没什么问题,但仔细分析就不难发现,该题是利用玻璃瓶漂浮时玻璃瓶受到的重力等于玻璃瓶受到的浮力,即:G=F浮=ρgV排=ρg(V2-V1)。那么V排是不是等于(V2-V1)呢?
从图中可以看出,排开水的体积并不是等于V2-V1,而是等于丁图中阴影部分的体积。那么这种情况下的体积怎样测量呢?我建议,先在量杯中装满水,再让玻璃瓶漂浮在水面上,将排出的水装好,再将排出的水倒入量杯中进行测量,这样测量的水的体积才是物体真正的排开水的体积。
不难理解,假如物体全部浸没在液体中,物体所排开液体的体积一定是等于V2-V1。
如果物体只有部分浸入液体中,物体排开液体的体积是否还是等于V2-V1?
例:为了测定一只小玻璃瓶的密度,只有一个量杯及足量的水,请设计一个测定玻璃密度的实验,要求写出主要的实验步骤及用所测的物理量写出玻璃密度的表达式。
实验步骤:(1)向量杯中倒入一定量的水,记录水的体积V1;(2)将小玻璃瓶瓶口朝上,使其漂浮,记录此时的体积V2,漂浮时G=F浮=ρgV排=ρg((V2-V1),所以m=G/g=ρ水g((V2-V1)/g=ρ水(V2-V1);(3)将小玻璃瓶沉入水中,记录此时的体积V3,玻璃瓶的体积为V3-V1;(4)玻璃杯玻璃的密度的表达式ρ=m/v=(V2-V1)ρ水/(V3-V1)。
从表面上来看,解答的过程好像没什么问题,但仔细分析就不难发现,该题是利用玻璃瓶漂浮时玻璃瓶受到的重力等于玻璃瓶受到的浮力,即:G=F浮=ρgV排=ρg(V2-V1)。那么V排是不是等于(V2-V1)呢?
从图中可以看出,排开水的体积并不是等于V2-V1,而是等于丁图中阴影部分的体积。那么这种情况下的体积怎样测量呢?我建议,先在量杯中装满水,再让玻璃瓶漂浮在水面上,将排出的水装好,再将排出的水倒入量杯中进行测量,这样测量的水的体积才是物体真正的排开水的体积。