逍遥学能 2016-06-20 10:06
气体浮力实验 由物理网资料整理
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。