3.
在学习“阿基米德原理”时,可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行探究。请你完成下列任务:
【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=。