实验十三 浮力的相互作用

实验目的

研究牛顿第三定律在浮力中的体现。

实验原理

物体浸入液体时,将受到液体向上的浮力,同样物体对液体也有向下的压力。液体对物体的浮力和物体对液体的压力是一对作用力和反作用力,二者大小相等方向相反,符合牛顿第三定律。

实验器材

朗威DISLab、计算机、铁架台、转接器、标有刻度的钩码、细绳、水、烧杯、托盘。

实验装置图

见图13-1。

图13-1

图13-1 实验装置图

实验过程与数据分析

1.将两只力传感器接入数据采集器;

2.将力传感器1固定在支架上,其测钩更换为带有螺钉的托盘(与朗威DISLab电子天平类似)并竖直向上,用转接器将力传感器2固定在铁架台上,使其测钩竖直向下;

3.在烧杯内加入适量的水,置于托盘之上,将钩码悬挂在力传感器2的测钩上,钩码距水面1cm;

4.打开“计算表格”,“点击记录”两个力传感器的测量数据;

5.依次将砝码浸入水中1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm,并手动点击记录当时的实验数据;

6.在表格中增加变量“h”表示钩码浸入水中的深度,并输入相应的数值,输入自定义公式Fh=F1+F2,得到计算结果(图13-2);

图13-2

图13-2 实验数据

7.点击“绘图”,设定并绘出基于实验数据的三条图线“F1-h”、“F2-h”、“Fh-h”(图13-3);

图13-3

图13-3 实验图线

8.图13-3下方的图线“F2-h”对应力传感器2所受拉力随h的变化;中间图线“F1-h”对应力传感器1所受压力随h的变化;上方图线“(F1+F2)-h”对应两力之和随h的变化。可见随着钩码入水深度的增加,钩码所受浮力越来越大(F2减小),钩码对水的压力也越来越大(F1增大)。二者增减幅度相等,故F1与F2之和保持不变。

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发布时间:2013/1/14 11:35:15  阅读次数:6315

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