小柯在一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝,制成一支自制密度计,用它来测量液体密度,测量过程中杯内液体总量没有变化。
(1)当密度计在杯中漂浮时,液面高度在A处(如图甲)。此时,密度计受到的浮力 重力(选填“<”、“=”或“>”)。
(2)使用中,小柯发现细铁丝很容易滑落,于是他改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯液体密度(如图乙),杯中液面将 (填“上升”、“下降”或“仍在A处”)。
【实验探究】
通过如图所示的实验,探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系,由实验可得结论:(用符号表示),这就是阿基米德原理。
【理论探究】
第一步:建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行探究,如图所示;
第二步:理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理。
请你写出推导过程,推导过程中所用物理量需要设定(可在下图中标出)。
【原理应用】
水平桌面上有一底面积为S1的柱形平底薄壁容器,内部装有质量为m的液体;现将一个底面积为S2的金属圆柱体放入液体中,圆柱体静止后直立在容器底(与容器底接触但不密合)且未完全浸没,整个过程液体未溢出;金属圆柱体静止时所受浮力F浮=。
请回答:
同学们在学习“阿基米德原理”这节课上,仔细观察了老师所做的如图甲所示演示实验。经过反复的思考、讨论,提出了对该实验的改进意见,并动手制作出了如图乙所示的实验装置,其中A、B为两个规格相同的弹簧秤,C为重物,D为薄塑料袋(质量不计),E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻管自制的溢水杯,杯中加入红色的水,F是升降平台(摇动手柄,可使平台高度缓慢上升、下降),G为铁架台。实验中,同学们逐渐调高平台F,使重物浸入水中的体积越来越大,弹簧秤B的示数(选填“增大”、“减小”或“不变”)。比较弹簧秤A的示数变化量FA'和弹簧秤B的示数变化量FB',它们的大小关系是FA'FB'(填“>”、“<”或“=”)。