初中物理辅导班阿基米德原理实验操作注意事项

说到阿基米德原理，很多同学第一反应可能是那个关于皇冠的传说——国王怀疑工匠掺了假，阿基米德在洗澡的时候突然灵光一现，发现了浮力定律。这个故事确实很经典，但今天我们不聊历史，来聊聊在物理辅导班做这个实验时，那些带队老师通常不会详细交代、但又特别重要的操作细节。

在金博教育的物理课堂上，我们发现很多学生明明原理都懂，公式也会背，但一动手就出问题。不是水量没控制好，就是读数的时候眼睛歪了，还有把弹簧秤弄坏的。今天这篇文章，就把这些容易踩坑的地方一个一个给大家讲清楚，希望对即将做这个实验的同学有所帮助。

先搞懂原理再做实验，这是最基本的

我知道很多同学觉得原理嘛，背下来就行了。但说实话，如果真的理解了这个原理，做实验的时候你会自然而然地知道每一步为什么要那么做，出了问题也知道该怎么调整。

阿基米德原理的核心其实就一句话：物体在液体中受到的浮力，等于它排开液体的重力。听起来简单，但里面有几个关键点特别容易搞混。首先，浮力只跟排开的液体有关，跟物体本身的密度、形状其实没有直接关系。一个铁块和一个同样重量的木块，如果体积相同，它们受到的浮力是一样的——当然，铁块会沉下去而木块会浮上来，这是因为重力不同，不是浮力不同。

其次，"排开液体"这个说法容易让人误解。并不是说液体真的被挤开了多少，而是说物体浸在液体里的那部分体积，恰好等于它"排挤"出去的液体体积。你把一个杯子压进水里，水面会上升，上升的那部分水的体积，就等于杯子浸在水里的体积。这个理解对于后续的实验操作特别重要，因为很多错误都源于这里。

实验器材的准备与检查，一个都不能少

做实验最怕的不是操作失误，而是器材本身就有问题。所以器材检查这个环节，虽然老师不一定强调，但你自己一定要上心。

弹簧秤的校准

弹簧秤是整个实验最重要的测量工具，它的状态直接决定了你数据的准确性。首先，你要把弹簧秤拿在手里，轻轻拉几下，感受一下指针是不是灵活回弹。有些老旧的弹簧秤指针会卡住，或者弹簧弹性已经不够了，这种情况下测出来的数据肯定不准。

然后，你要检查弹簧秤的零点。把它竖直挂着，看指针是不是指在零刻度上。如果不是，你需要调零旋钮调回来。如果发现调不了，那就赶紧换一个，不要凑合用。我们在金博教育的实验室里就遇到过这种情况，有同学舍不得换弹簧秤，最后数据偏差太大，实验全白做了。

还有一点很多人会忽略：弹簧秤的量程够不够。如果你要测的物体加上小桶的重量已经接近弹簧秤的最大刻度，那就换一个大量程的弹簧秤。超量程使用会损坏弹簧秤，而且数据也不准。

溢水杯和烧杯的配合

溢水杯这个东西，看起来简单，但问题特别多。首先你要检查溢水杯的溢水口是不是完好的，有没有堵塞。有些溢水杯用久了，溢水口会被水垢堵住，这样水就流不出来了，你以为满了，其实并没有。

然后你要调整溢水杯的位置。溢水杯要放在一个平整的台面上，下面要垫一个接水的小烧杯。溢水杯的杯嘴要稍微探出烧杯一点，这样流出来的水才能正好落进烧杯里。如果杯嘴太靠里，水可能会顺着杯壁流到外面，你的实验数据就不准了。

还有一个细节：溢水杯里的水应该加到什么位置？应该是刚好从溢水口流出来，然后停止加水。这时候溢水口是湿润的，但不再滴水。这个状态最好保持稳定之后再开始下一步操作。

小桶和吊盘的检查

实验里用的小桶和吊盘，通常是配套的。小桶要干净，不能有油污或者杂质，不然会影响它和水的亲和力，导致数据误差。吊盘要检查挂钩是不是牢固，有些吊盘的挂钩容易松动，实验中可能会突然脱落。

实验操作的具体步骤与细节

搞定了器材检查，我们正式开始做实验。这里面的每一步都有讲究，我一个一个说。

第一步：测空气中的重力

这一步看起来就是把物体挂在弹簧秤上读数，但其实有很多要注意的地方。首先，弹簧秤要竖直挂着，物体要自然下垂，不能碰到任何东西。如果物体碰到了实验台或者你的手，读数就会偏小。

读数的时候，你的眼睛要跟刻度盘平齐，不能俯视也不能仰视。这个问题在物理辅导班太常见了，俯视的话读数会偏大，仰视则偏小。正确的做法是让视线跟刻度线平行，最好稍微带点俯角，这样读数最准。

还有，物体挂上去之后要等一等，等弹簧稳定了再读数，不要刚挂上去就读。那会儿弹簧还在晃动，指针不稳定。

第二步：物体浸入水中

这是整个实验最关键的一步，也是最容易出问题的地方。

首先，溢水杯里的水一定要是满的，刚好在溢水口滴水的状态。如果水没加够，物体放进去之后水面才会升到溢水口，这时候排开的水量就不准了。

然后，物体要缓慢地浸入水中，不能一下子扔进去。如果动作太大，水会溅出来，或者产生气泡，这些都会影响测量结果。正确的做法是用手提着弹簧秤，让物体以很慢的速度往下沉，大概每秒一到两厘米的样子。

物体浸入的深度也有讲究。按照实验要求，物体应该完全浸没在水里，但不要碰到溢水杯的底部或者杯壁。如果物体碰到了杯壁，它就会受到杯壁的摩擦力，浮力的测量就不准了。如果碰到杯底，那就更糟糕，测出来的数据完全是错的。

还有一个很多人不知道的细节：物体浸入的过程中，弹簧秤的读数会逐渐变小，最后稳定在一个数值上。这个稳定的数值才是你要记录的，中间变化的过程不用管。有些同学喜欢记录变化过程中的最小值，这是不对的。

第三步：收集排开的水

当物体完全浸入水中之后，溢水杯会流出一些水来。这些水要全部收集到小烧杯里，一滴都不能少。有时候最后一滴水会挂在溢水口的杯壁上，你最好用手指轻轻碰一下，让它流下来。

收集到的水要全部倒进小桶里，不能有遗漏。倒的时候要慢一点，确保烧杯壁上的水也全部流进去。有些同学性子急，烧杯里还剩很多水就放下了，这个也会造成误差。

第四步：测小桶和水的总重力

把倒进去水的小桶挂在弹簧秤上，读出数值。这个读数是小桶的重力加上水的重力。在记录数据的时候，你要记住后面还要减去小桶自身的重力，所以小桶的重力要先单独测一次并记录好。

数据处理中的常见问题

实验做完了，数据处理同样不能马虎。很多同学前面每一步都做得很好，就是最后算错了。

首先你要明确几个物理量。空气中弹簧秤的读数是物体的重力G，物体浸入水中后弹簧秤的读数是F拉，那么浮力F浮就等于G减去F拉。这个公式一定要搞对，有些同学会写成F浮等于F拉减G，那就完全反了。

然后是排开水的重力。测小桶加水总重力的时候读数是G总，单独测小桶重力是G桶，那么排开水的重力G排就是G总减去G桶。阿基米德原理告诉我们，F浮应该等于G排。如果你的实验做得比较成功，这两个数值应该非常接近，允许有一定的误差范围。

误差的原因有很多。弹簧秤本身的精度有限，溢水杯的水可能会有残留或者蒸发，你读数的时候也可能会有视觉误差。一般来说，如果F浮和G排的差值在百分之五以内，都是可以接受的。如果差值太大，你就得回头检查一下哪一步出了问题。

同学们最容易犯的错误汇总

在金博教育的物理辅导班里，我们总结了一下同学们做这个实验时最常犯的错误，希望能给大家提个醒。

给实验小白的几点建议

如果你这是第一次做阿基米德原理实验，心里有点紧张是很正常的。我当年第一次做这个实验的时候，也把水弄洒了好几次。下面这几条建议，可能会对你有帮助。

第一，动手之前先在脑子里走一遍流程。想清楚每一步要做什么，可能会出现什么问题，发现问题该怎么解决。这样真正动手的时候，你会从容很多。

第二，不要怕问老师。如果在实验过程中你觉得哪里不对劲，或者不知道下一步该怎么办，就大胆地问老师。在金博教育的课堂上，老师最喜欢的就是这种认真对待实验的学生，比那些不懂装懂、最后乱做一通的学生强多了。

第三，做完实验之后要善于总结。实验数据和理论值差了多少？可能的原因是什么？下次再做类似实验要注意什么？把这些想清楚，这个实验才真正变成你自己的知识。

第四，实验报告要认真写。很多同学觉得实验报告就是应付老师，填几个数就完事了。其实实验报告是你整理思路、反思过程的好机会。你把实验步骤、数据、误差分析都写一遍，相当于又做了一遍实验，印象会深刻很多。

写在最后

阿基米德原理这个实验，看起来简单，但里面的门道其实挺多的。器材检查、步骤操作、数据处理，每一个环节都有需要注意的地方。刚开始做不好没关系，重要的是从每次实验中学到东西。

物理这门课，本质上就是认识世界的过程。阿基米德在两千多年前从洗澡中发现了浮力定律，而我们今天通过实验来验证和理解这个定律。这种跨越时空的对话，其实挺有意思的。希望大家在动手做实验的时候，也能感受到这种乐趣，而不仅仅是为了完成任务。

如果在实验过程中遇到什么问题，或者想了解更多物理学习的方法，欢迎来金博教育和我们交流。祝大家的物理学习之路顺利！