阿基米德原理實驗裝置改進

1. 同學們在學習「阿基米德原理」這節課上．仔細觀察了老師所做的演示實驗（如圖1所示）．課後復習時．物理

2. （2009鼓樓區一模）同學們在學習「阿基米德原理」這節課後經小組反復討論，改進了老師的實驗，改後實驗

由於物體受到向上的浮力作用，抵消物體一部分重力，故彈簧秤A所受拉力減小，減小數值就是浮力大小；排開的水流入薄塑料袋中，水的重力對彈簧秤B產生一個向下的拉力，故B讀數增大，增大數值即為排開水的重力；根據阿基米德原理，可知故彈簧秤A減小數值（浮力）等於彈簧秤B增大數值（排開水的重力）．
故答案為減小，增大，=．

3. 為了驗證「阿基米德原理」，小明所在的興趣小組設計了如圖甲所示的實驗裝置：其中A、B為兩個規格相同的彈

（1）由於物體受到向上的浮力作用，抵消物體一部分重力，版故彈簧秤A所受拉力減小權，減小數值就是浮力大小；排開的水流入薄塑料袋中，水的重力對彈簧秤B產生一個向下的拉力，故B讀數增大，增大數值即為排開水的重力；根據阿基米德原理，可知故彈簧秤A減小數值（浮力）等於彈簧秤B增大數值（排開水的重力）；
（2）由圖象可知，物體的重力G=5.0N，當物體所處深度為10cm時，拉力F=3.0N，則物體受到的浮力F_浮=G-F=5.0N-3.0N=2.0N．
由曲線圖可知，金屬塊的重力G=5N，
∵G=mg，
∴金屬塊質量m=

4. 某同學做驗證阿基米德原理的實驗，如圖所示，完成下列各題．（1）實驗的合理步驟是：______．（2）將圖中

第一問其實需要根據第二問來作答，從第二問中了解到，並沒有轉移液體這一操作，所以D圖中實際測的是A圖中小桶和水的質量，所以（1）CBDA或者BCAD
（2）物體重 4
物體浸入液體時彈簧秤的示數3
小桶重0.5
小桶和液體總重1.5
（3）1
（4）1
（5）物體浸在液體中的浮力等於物體排開液體的重力．

5. 同學們在學習「阿基米德原理」這節課後經小組反復討論，改進了老師的實驗，改後實驗裝置如圖：其中A、B為

（1）重物浸入水中的體積越來越大時，排開液體的體積變大，
根據F_浮=ρ_液gV_排可知，重物受到的浮力變大，
∵F_浮=G-F′
∴彈簧測力計A的示數F′=G-F_浮變小；
又∵重物浸入水中的體積越來越大時，溢出水的體積變大、溢出水的質量變大、溢出水受到的重力變大，
∴彈簧測力計B的示數變大；
根據阿基米德原理可知，物體所受浮力的大小和排開液體的重力相等，
∴彈簧測力計A示數的變化量F_A'和彈簧測力計B示數的變化量F_B′相等．
（2）改進實驗中，把水變為紅色是為了增加可見度；
使用可調節的平台，可以形象觀察到物體溢出液體體積的變化；
使用鐵架台是為了固定彈簧秤方便老師講解．
故答案為：
（1）減小；增大；=；
（2）使用可調節的平台，可以形象觀察到物體溢出液體體積的變化．

6. 阿基米德原理的探究過程和研究方法

（1）浮力大小可能與物體排開液體的多少有關實驗器材：溢水杯、彈簧測力計、石塊、小桶、細線和水．
過球心分別沿豎直向上和豎直向下的方向畫一條帶箭頭的線段，用符號F浮和G表示；

根據實驗結果可知，浮力等於排開液體的重力，所以開關液體的重力越大，浮力就越大
提出問題-猜想-制定計劃和設計實驗--進行實驗和收集證據--分析與論證-得出結論．
（2）①實驗中依次讓小車在毛巾、棉布、木板表面滑行，最後再推理讓小車滑行到絕對光滑的面上，即物體將保持初速度相同，應用了控制變數法．
②過小車的重心分別沿豎直向上和豎直向下的方向畫一條帶箭頭的線段，分別用F和G表示，
③讓小車從斜面不同高度處自由滑下，則小車到達水平面時的初速度不同，將觀察到木塊被小車推開的距離不同，因此可以探究動能大小跟物體速度的關系；
根據圖象可題意可得，質量一定時，物體的動能跟質量成正比．
故答案為：
（1）彈簧測力計；a；制定計劃和設計實驗--進行實驗和收集證據--分析與論證；
（2）①初速度相同；控制變數；③速度；質量；正．

7. 探究阿基米德原理的 實驗報告！！！

探究阿基米德按下列要求設計實驗報告：實驗課題、實驗目的、實驗儀器、實驗步驟。
探究：
（1）利用測力計探究浮力與物體的密度的關系；
（2）利用測力計探究浮力與深度的關系；
（3）利用測力計探究浮力與液體的密度的關系；
（4）利用測力計探究浮力與物體排開液體體積的關系；
（5）利用測力計、橡皮泥探究浮力與物體形狀的關系。
根據要探究的課題，設計實驗。設計完畢，投影各小組設計的實驗步驟，進一步修正完善。根據修正的步驟探究課題，設計記錄實驗數據表格並交流，然後進行探究實驗。

設計說明：讓學生從現有的知識水平出發，通過「快樂游戲」和「快樂體驗」兩個實驗，不斷的思維，提出可能影響浮力大小的因素。並進行因素歸類，分成各個獨立的可能因素讓各小組認領課題。通過學生團隊間的協作，進行方案設計，並對設計的方案從理論上的正確性、操作上的可行性進行全班交流討論，思辨、質疑和完善。

學生匯報實驗過程與結論：分析實驗數據得出結論。即：浸入液體中的物體所受的浮力與液體的密度和物體排開液體的體積有關，與物體浸沒在液體中的深度、物體的密度、質量、體積、物體的形狀等無關。

教師活動：總結學生的結論：浸入液體中的物體所受到的浮力只跟液體的密度和物體排開液體的體積有關。進一步引導學生思考、分析，得出浮力與物體排開液體的質量有關，最終推出浮力的大小等於物體排開的液體受到的重力，即阿基米德原理。

演示驗證：利用溢水杯、彈簧測力計驗證浮力的大小等於物體排開的液體受到的重力。然後說明阿基米德原理不僅適用於液體也適用於各種氣體。原理的 實驗報告！！！

8. 小明同學做「探究阿基米德原理」的實驗時，對實驗進行了如圖所示的改進，溢水杯可通過升降台上升或下降．

小明在升起升降台之前記下彈簧測力計A、B的示數F_A、F_B，此時測量的分別是物體的重力；當當浸入一半時，由於物體受到向上的浮力作用，因此F_A＞F₁，由於B下面容器中的液體質量增加，因此F_B＜F₂；當剛好完全浸入，由阿基米德原理可知，物體受到的浮力等於排開液體的重力，因此△F₁=△F₂；繼續升起升降台，物體排開的體積不在發生改變，因此物體受到的浮力和排開的液體不在發生改變，因此A、B測力計的示數無變化；同時說明物體受到浮力與物體浸入的體積有關．
故答案為 F_A＞F₁、F_B＜F₂，=，無，體積．

9. 阿基米德原理實驗

阿基米德（Archimedes 公元前約287～公元前約212）是古希臘偉大的數學家、物理學家，是靜力學和流體力學的創始人． 他公元前287年生於希臘敘拉古附近的一個小村莊．父親費吉亞是一位數學家和天文學家，是敘拉古王希隆的親戚．他11歲時去埃及，到當時世界著名學術中心、被譽為「智慧之都」的亞歷山大城學習，是著名數學家歐幾里得的學生．公元前240年，阿基米德由埃及回到故鄉敘拉古，並擔任了國王的顧問．從此開始了對科學的全面探索，在物理學、數學等領域取得了舉世矚目的成果，成為古希臘最偉大的科學家之一．
一、阿基米德與物理學
阿基米德一改亞里士多德自然哲學時代重視哲學思辨和推測的風氣，開始注意對具體科學技術領域中具體問題的研究，比較重視理論與實際應用的結合，是把技術實踐和嚴密的數學推理結合起來進行靜力學系統研究的第一人． 阿基米德一生有約40種發明．「阿基米德螺旋」直到現在仍被廣泛應用於機械設計之中，凸輪的輪廓線若採用阿基米德螺旋線，就可以把勻速園周運動轉化為勻速直線運動．他設計製造的「行星儀」，包括太陽、月亮、地球和當時人們已知的五大行星模型，能逼真地表現出諸天體運行情況 ，甚至可以表現日蝕和月蝕．他利用杠桿原理製造的「拋石機」，在當時的戰爭中曾起到了重要作用． 阿基米德在物理學方面最突出的貢獻是證明了靜力學中的杠桿原理和流體力學中的浮力定律． 阿基米德經過實際觀察和實驗，並從數學上嚴格證明了現今仍被廣泛運用的「重量比等於距離反比」的杠桿原理．他曾自豪地說：「假如給我一個支點，我就能推動地球．」國王聽後大為驚奇，要他把主張付諸實施，表演一下怎樣用微小的力去移動很重的物體．當時國王曾叫人建造了一艘大船，可是，無論如何也無法推其下水． 阿基米德對國王說，就讓我來把這艘大船拉下水吧．他設計了一套杠桿滑輪系統，利用這套系統只要施加很小的力就能把很重的物體拉動．一切准備就緒後他將繩的一頭交給了國王，國王輕輕地拉動繩子，大船就緩慢地移動了，最後終於滑了下去．這情景使在場的人無不目驚口呆，人們奔走相告，一時成了轟動全國的新聞．國王還為此特發布告稱：「從今以後，凡是阿基米德所說的話，務須一律聽從．」 關於阿基米德如何發現浮力定律——阿基米德定律一事，著名的古羅馬建築學家維持維特魯維阿曾講過一個後世流傳甚廣的阿基米德為國王鑒定金王冠的故事．直到現在這一定律仍然被所有中學物理教材列為最古老的物理定律．至於這一定律發現過程中的傳奇色彩，似應著重從「長期積累，偶然所得」角度來理解．敘拉古是個著名的港口，阿基米德作為工程師經常接觸諸如船重吃水深一類事物．若沒有經驗的長期積累，僅靠偶然機遇是很難有所發現的．況且在其著作《論浮體》中，該結論是從理想模型出發經過嚴密的數學推導而得出的．這一點正反映了阿基米德的治學特點．
公元前212年，阿基米德死於羅馬士兵之手，這件事情涉及到當時發生的一場戰爭．那是在公元前218年，在地中海發生了第二次羅馬與迦太基之間的戰爭．羅馬的統帥認為敘拉古處在義大利半島和迦太基之間，是地中海的中心，戰略位置非常重要，於是派了一個富有作戰經驗的著名將領馬賽拉斯運河進攻敘拉古．敘拉古人民不甘心忍受外族侵略，同仇敵愾，頑強抗敵，在阿基米德指導下，製造製造了拋石機等許多防禦和進攻的武器，英勇戰斗、重創羅馬軍隊，守城達到年之久．公元前212年的一天，當敘拉古人民正在慶祝他們一年一度的阿爾傑米達節時，馬賽拉斯乘機命令士兵通過一道冷僻的城甬用雲梯偷偷爬進了城．羅馬士兵沖入城內，闖進了阿基米德的房間．當時阿基米德正在全神貫注地研究一個幾何圖形、面對羅馬士兵的屠刀、他毫不畏懼、鎮靜自若的對羅馬士兵說，再給我一點時間，讓我證完這條定理，以免給後人留下一道尚未證完的問題．並高聲斥責羅馬士兵說「不要碰我的圖紙！」士兵認為這句話損害了他作為勝利者的威嚴，盡管在破城之後馬賽拉斯曾下令不得傷害阿基米德，但兇殘的羅馬士兵還是以劍刺向這位75歲的老人，偉大學者倒在血泊之中．馬賽拉斯為了籠絡人心，下令處死了殺害阿基米德的兇手，對阿基米德的家屬作了安頓，並為他修了一座頗為壯觀的墳墓，根據其生前遺願，在墓碑上銘刻了球內切於園柱的圖形．二、數學之神——阿基米德 阿基米德在數學上也有著極為光輝燦爛的成就．他證明了園周率π介於3（1/7）和3（10/71）之間．他利用獨特的類似於後來牛頓、萊布尼茲的積分法，解決了許多復雜形狀物體的體積和表面積的計算問題．使他自己最得意的成就是他證實了正園柱體體積與其內切球體積之比和它們的表面積之比具有同樣的數值，都是3/2，為此他請求在他去世以後，在他的墓碑上刻一個正園柱體和它的內切球的圖形．

10. 如圖所示是附中物理科技小組自行設計的探究阿基米德原理的實驗裝置。甲圖是用廢飲料瓶子和吸管製作的溢水