实验器材:
矿泉水瓶,大的容器(盆或者水槽等)、剪刀、刻度尺、钩码、被测物体(硬币)、 天平(或者电子秤) [备注]电子称或者天平是为了验证浮力秤测量的准确性。
制作过程:
1. 找一个空矿泉水瓶,沿瓶身2/3的位置切掉,留下瓶身的圆柱体部分,制作成上面的小筒。
2.由于空瓶质量较轻重心较低,在称量物体时很难竖直立起来,所以可以在矿泉水瓶底部粘重物使其在水中能够立起来。
3. 固定好后把它放入水中,在瓶子与水面接触的地方用签字笔做下记号,此处就是0刻度线的位置。
4、然后向其中加入180ml水(瓶未碰到盆底),并在此时瓶子与水面接触的地方做好标记,此处的刻度值就是1.8N.(根据水的密度1g/ml,180ml水质量为180g,重力为1.8N)
5.把水倒出来,然后用刻度尺量出两次标记位置的距离,在准备好的纸带上量出相同的长度,然后把这段距离平均分成18等份,每份就是0.1N,并在纸带上标出对应刻度,然后贴在瓶子内壁并与两条线对齐.
6.先后分别把5枚、10枚一元硬币放入瓶内,并保持瓶子在水中处于直立状态,并记录两次瓶子与水面接触的位置刻度值。
7.把刚才的硬币拿出来通过电子秤称量,得出硬币的实际质量。再与浮力秤秤出的结果进行比较,以验证准确性。
原理分析:
浮力秤是利用物体在漂浮状态下静止时受力平衡,浮力等于重力的原理。所以此时总的浮力等于秤本身与被测物体的总重。即被测物体的重力等于二者的总重力减去秤的重力。
[解释]刻度均分的原因:根据浮力的原理G盘+筒=ρ液gV排A,G盘+筒+码=ρ液gV排B, G码=ρ液gV排B-ρ液gV排A=ρ液g(V排B-V排A)=ρ液gs△h,即:G码=ρ液gs△h,式子中ρ液、g、s均为定值,所以可以表示成:G码=k△h,即G码与△h成正比,所以刻度均匀。 ρ液-----液体密度 g-----9.8N/kg s---- 小筒横截面积