气体浮力实验 由查字典物理网资料整理
关键词:浮力;气体密度;体积;简易天平
液体对浸在其中的物体产生向上的浮力,这一点我们能够感受到,也很容易验证,因为液体的密度较大,产生的浮力也较大,而气体对物体也同样产生向上的浮力,但在通常情况下我们不易感受到,也不易来验证,因为在通常情况下气体的密度很小,对物体产生的浮力也很小,教材中也没有关于这方面的实验,针对这一情况,笔者制作了简易的装置,来验证气体对物体产生的浮力作用。
1 制作
1)取2个大号玻璃罐头瓶,把瓶盖旋下(密封胶垫不要丢掉)。
2)支架a的制作,用直径为1.0 mm的铁丝加工成图1中a所示的形状,用透明胶带将其粘固在大号罐头瓶中。
3)平衡杆b的制作,用直径为1.0 mm的铁丝,加工成图1中b所示的形状,用锡焊将其垂直焊接在刮脸刀片上,在刀片的一个侧面焊接上一段铁丝,作指针用。
4)用白纸板制作刻度盘,并用透明胶带将其粘固在支架上,如图1中d所示。
5)取1个乒乓球,把棉线的一端用透明胶带粘在乒乓球上;另一端系在平衡杆的一端上,另取1个乒乓球,放在开水中烫软后,用手将其按瘪,用同样的方法将瘪乒乓球系在另一个平衡杆的一端上。
6)再取1个乒乓球,并从中间切开,做成2个盛小物块的吊盘,将其用棉线分别系在2平衡杆的另一端。
7)按图1将装置组装好后,在大号玻璃罐头瓶中间位置穿人大号注射针头,并将其焊接在瓶盖上,如图1中c所示,
8)把罐头瓶水平放在桌面上,垫好使其不滚动,在吊盘中放人小物块(小螺母或小铁丝头),使平衡杆平衡,然后在瓶口处涂上少许凡士林油,并旋紧瓶盖,将平衡杆密封在瓶中。
2 实 验
1)验证气体对物体产生的浮力与气体密度有关
用两用打气简向单个瓶中打气或抽气,当向瓶中打气时,即增大瓶中气体的密度,可观察到随着瓶中气体密度的增大,平衡杆发生倾斜,乒乓球一端逐渐上升(随着气体密度的变化,乒乓球与小物块受到的浮力也发生变化,但乒乓球受到的浮力变化远大于小物块受到的浮力变化),即气体密度增大,对物体的浮力也增大。
当用气筒从瓶中向外抽气时,即减小瓶中气体的密度,可观察到随着瓶中气体密度的减小,平衡杆也发生倾斜,但这次乒乓球一端却逐渐下降,即气体密度减小,对物体的浮力也减小,这说明,气体对物体产生的浮力与气体的密度有关,当物体体积一定时,气体密度大物体受到的浮力大,气体密度小物体受到的浮力小。
2)验证气体对物体产生的浮力与物体的体积有关
用两用气筒通过三通向2个瓶中打气或抽气,也就是说2个瓶中气体密度总是相等的,而2个瓶中,一个是完整球,一个是瘪球,两球体积不等,即在气体密度相等,但物体的体积不等的情况下,来验证气体对物体产生的浮力与物体体积的关系。
当向两瓶中打气时,可观察到完整球比瘪球所在的平衡杆向上倾斜角度大。
当从两瓶中向外抽气时,可观察到,完整球比瘪球所在的平衡杆向下倾斜角度大,这说明,气体对物体产生的浮力与物体的体积有关,当气体密度一定时物体体积大则物体受到的浮力大,物体体积小则物体受到的浮力小。
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