Question

問題解決--測量浮力：
小雨想要知道一塊形狀不規(guī)則的塑料泡沫浸沒在水中時所受浮力的大小，身邊只有一個輕質滑輪，一把輕質硬木刻度尺，一個密度小于水的正方體木塊，一個盛有適量水的水槽和線繩．
（1）測量步驟（配圖說明）；
（2）計算出浮力的大小F_浮=         ．

Answer 1

（1）將輕質硬木刻度尺吊起后組成一杠桿，分別將正方體木塊和塑料泡沫吊在輕質硬木刻度兩端，改變正方體木塊和塑料泡沫的位置使杠桿在水平位置平衡，讀出力臂l₁和_l2。
(2)將正方體木塊放入盛有適量水的水槽中，用刻度尺測出木塊的邊長a和木塊下表面到水面的距離h
由于木塊漂浮在水中G=F_浮=
如圖乙所示，用此裝置使塑料泡沫浸沒在水中，并使杠桿水平平衡，使動力臂l₁大小不變并讀出力臂l₃
在圖甲中，由杠桿平衡條件，G l₁=l_2，可得G=
在圖乙中，繩對刻度尺拉力F,則F l₁=l₃
F=
塑料泡沫受到拉力、重力和浮力作用，
F_浮=G-F=

試題分析：
塑料泡沫密度小于水應漂浮在水中。利用圖乙裝置，須知道塑料泡沫受到的重力才能計算出浮力的大小。
利用圖甲裝置，利用杠桿的平衡條件求塑料泡沫受到的重力，須知道木塊受到的重力。所以圖丙裝置，根據漂浮和阿基米德原理，便可求出木塊受到的重力。