关于气体浮力实验方案的探讨，本文主要内容关键词为：浮力论文,气体论文,方案论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力大小等于排开液体的重力，这是关于浮力的基本定律。研究液体浮力用的是阿基米德定律实验仪器。然而气体浮力实验不如液体浮力实验方便，相关教具的方案是值得研究的。 一、几种方案 【方案1】将充气的球挂在杠杆上，比较充气前后杠杆平衡的变化。因为球内的空气也有重力，如果充入空气的气压刚好为1个大气压，那么与球内没有充气时相比，重力与浮力相抵消之后对杠杆的平衡没有影响。如果充入的气体压强增大，那么体积也增大。但是如果气压为2个大气压，而体积小于1个大气压时的2倍，那么可以观察到一点浮力的影响。因为气球内允许的气压较低，因此不适合用气球。 方案缺陷：实验中球的重量和体积同时在变化，不符合实验中只应有单一因素变化的原则。 【方案2】将篮球和气球同时挂在杠杆的一端。两球中间用管路连接，管路中间有阀门。开始时气球内没有充气，篮球内充满气。通过调节阀门用篮球向气球充气，杠杆失去平衡。由于篮球内气压高，因此向气球充气后篮球体积缩小较小，而气球体积增加较多，总体积增大了，重量却没有变化。这个方案解决了同时有两个因素变化的问题。 方案缺陷：只是证明了质量不变，体积增大时受到一种向上的力作用，并没有证明这种力是否来自空气，而是从浸在液体（例如水）中的物体受到液体的浮力推论而来的。在液体浮力实验中，如果不比较物体浸在液体中和不浸在液体中的重力，是无法得出浸在液体中的物体受到液体的浮力结论的。只有通过实验得出了下列事实：浸在液体中的物体必然受到液体的浮力，不浸在液体中的物体必然没有受到液体的浮力，才能得出物体浸在液体中是产生液体浮力的充分必要条件结论。因此空气浮力的实验只在空气中做同样是不够的。 【方案3】用天平称。例如同时用两个天平称两个乒乓球，两球一个是完好的另一个是瘪的。 方案缺陷：①存在与方案一相同的问题，即同时有两个因素在变化。②只能在空气中进行。③没有必要用两个天平。其实用一个天平，两边各放一个乒乓球就可以了。④怎么知道两个乒乓球原来重力是相同的呢？因为世界上没有两个物体是完全一样的，或许两个乒乓球的重力原来就相差一点。 【方案4】如图1。杠杆系统可放在密封容器中，在空气中调到杠杆平衡，抽气以后杠杆挂浮体的一端下降。从而用实验证明了物体在空气中受到浮力，不在空气中则不受到浮力。如同用测力计分别测量重物浸在水中和不浸在水中的重力变化一样，从而通过实验得出了下列事实：在空气中的物体必然受到空气的浮力，不在空气中的物体必然没有受到空气的浮力，因此物体在空气中是产生空气浮力的充分必要条件。
