巧做实验探究浮体

巧做实验探究浮体
河北省隆化县第二中学 王东升
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浮体即是可以漂浮在液面的物体，从远古使用的独木舟到现在海面航行的万吨级远洋货轮和航空母舰都是浮体。那么物体满足什么条件才可以漂浮在液体表面呢？让我们一起通过做两个简易的实验来探究浮体上浮的原因。

实验一：橡皮泥的漂浮实验
取一个杯子，杯里装适量的水，如图1甲，把橡皮泥揉成团放入水中，我们发现橡皮泥沉到了杯底。取出橡皮泥并做成空心的碗状再放入水中，如图1乙，我们发现橡皮泥漂浮在水面上。同一物体放在同一液体中，居然有两种不同的结果，分析其原因，前者排开水的体积比后者排开的体积小，使得橡皮泥前者受到的浮力F浮1比后者受到的浮力F浮2小，说明物体在液体里的沉浮取决于所受浮力的大小，当F浮＞G时物体会上浮是浮体。
可见，一个实心且不易漂浮的物体当改变其形状作成空心的，就可以增大物体排开液体的体积，从而增大物体受到的浮力，使物体漂浮在液面上，成为浮体。

实验二：鸡蛋的漂浮实验
取一个新鲜的鸡蛋放入盛有适量水的杯子中，鸡蛋静止时的状态可能是以下三种情况中的一种：如图2甲、乙、丙所示，如果我们往乙杯中加入食盐，随着食盐在水中慢慢溶化，我们会惊奇地发现鸡蛋慢慢地上升，后来漂浮在水面，并且露出水面的部分越来越多。如果我们往丙杯中徐徐加入酒精，我们也会发现鸡蛋慢慢地下降，后来沉入杯底。同理，往甲杯中加食盐鸡蛋上俘，加酒精鸡蛋下沉。同一个鸡蛋质量、体积、密度都不变，是什么原因造成这种现象呢？因为食盐的密度比水的密度大，当水中加入食盐后（乙），杯中食盐水的密度增大，当食盐水的密度大于鸡蛋的密度时，鸡蛋就上浮最终漂浮在水面；由于酒精的密度小于水的密度，如果水中加入酒精后（丙），杯中酒精水溶液的密度减小，当酒精水溶液的密度小于鸡蛋的密度时，鸡蛋就下沉最终沉在杯底。
可见，同一个物体放在密度不同的液体中，物体的的浮沉取决于物体和液体密度的大小，当物体的密度小于液体的密度时物体就会上浮且漂浮在液面上。
通过实验探究，我们可以归纳出判断浮体的两种方法：当物体受到的浮力大于物体的重力时，物体上浮，物体是浮体；当物体的平均密度小于液体的密度时，物体上浮，物体是浮体。

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