教師資源
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物理科課程-浮力
JUL 19 ,2023
<本內容參考PASCO教學資源,嚴禁轉載>
背景知識
「流體」是任何可以流動的物質,它包含了液體和氣體。當物體浸沒在流體中時,它會受到一個向上,與重力Fg方向相反的浮力Fb,這就是冰漂浮在水面上,充滿氦氣的氣球在空中升起的原因。假設將Fg定義為負方向,若淨力為正,則物體在流體中將會上浮(例如冰塊懸浮在水面上、氦氣氣球升空…);若淨力為負,則物體在流體中將下沉(例如石頭沉沒至池塘底部)。
物體的重力大小與其質量成正比,但很容易觀察到浸沒於水中物體所受的浮力與其質量不成正比關係: 一塊小岩石與一顆網球可能具有相同的質量,但是網球會浮在水面上,岩石卻不會。那麼,這兩個物體有什麼不同呢? 它們可能質量相同,但體積不同,一旦浸入水中,排出的水量也不同。
在本次實驗中,你將探索作用在物體上的浮力與排開液體之間的關係,並建立浮力與浸沒體積、以及浮力與排開液體重量的數學方程式
實驗目的
透過觀察黃銅與鋁圓柱體浸末於水中後的繩張力變化,計算浮力大小,並進一步探索不同浸沒的深度與其浮力的關係,以及藉由收集排出的水量,驗證阿基米德定律
實驗搭配設備
SPARKvue軟體 |
線段 (60cm) |
ME-1240/ME-1241 無線智慧滑車1 |
100ml 燒杯 |
SE-8568A 溢流罐2 |
1L燒杯 |
ME-1244 滑車支桿夾具 |
玻璃攪拌棒 |
ME-8569A 密度組2 |
標記筆 |
電子天平 (解析度0.01g) |
3ml 液體洗潔精 |
桌邊夾 (或大型基座) |
500ml 水 |
45cm支桿*2 |
紙巾 |
直交夾 |
米尺 |
1: 除無線智慧滑車外,亦可使用PS-3202無線力量感應器作為量測工具
2: 歡迎參考流體實驗組 (需再搭配力量量測設備與相關夾具)