由乙图可知,乙图的弹簧比甲图的弹簧缩短了,说明金属块受到了向上托的力,即金属块受到了浮力;
丙图弹簧指针又恢复到位置O,说明金属块受到了浮力等于排开水所受的重力.
故答案为:(2)缩短;(2)浮力;物体受到浮力的大小等于物体排开水所受的重力.
【分析与解】这是一道条件、结果开放的问题。由题意已知,物 体重G=10牛,当V排=1/V物时,弹簧秤示数F弹=8牛,则物体所受浮力F浮= G- F弹=2牛。由阿基米德原理,F浮=ρ水gV排,ρ水g1/3V物=2牛,推得:ρ水g V物=6 牛,即当金属块全部浸没水中时受到的浮力为6牛。 当把金属块全部浸入水中并碰到杯底时,若金属块只是与杯底接触而未互相挤压,则金属块受重力、浮力和弹簧秤的拉力共三个力的作用,此时弹簧秤的示数为: F弹=G-F浮=10牛-6牛=4牛 若金属块与杯底接触并互相挤压时,杯底对金属块有竖直向上的支持力,此时弹簧秤的示数不确定,最小值为零,即弹簧秤示数的范围为0~4牛。
阿基米德原理的内容:浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力.
数学表达式:F浮=G排=ρ涂·g·V排.
单位:F浮———牛顿,ρ涂——千克/米3,g%%——牛顿/千克,V排———米3.
浮力的有关因素:浮力只与ρ液,V排有关,与ρ物(G物),h深无关,与V物无直接关系.
适用范围:液体,气体.
三,推导阿基米德原理
根据浮力产生原因——上下表而的压力差:
p=ρ液gh1,=ρ涂gh2=ρ液g(h1+l).
F浮=F向上-F向下=pl2-l2=ρ液g[h1-(h1+l)]l2=ρ液·g·V排.
五,说明
以往教学时,阿基米德原理公式直接给出F浮=ρ涂·g·V排,并着重强调ρ液,V排的含义,这样学生会牢记公式F浮=ρ液·g·V排,而忽视F浮=G排,这样就偏离了阿基米德原理的根本内容,我在设计此教案时,刻意地把阿基米德原理的数学表达式先写成F浮=G排,再给出G排=ρ液·g·V排,从而完成F浮=G排=ρ液·g·V排,这样学生可以更好地理解阿基米德原理的实质,并掌握了重力的一种表达式G=ρ·g·V
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