Question

【題目】小華同學在實驗室里做系列實驗．

（1）他想通過實驗研究物體受力情況與運動狀態之間的關系．他設法測得密閉小瓶浸沒在水中時所受浮力為1牛，然后裝入適量的細砂，將總重為1牛的小瓶浸沒在水中后放手，其運動狀態如圖甲（a）所示；接著他兩次調整瓶內細砂的質量，重復上述實驗，分別如圖（b）和（c）所示．請根據實驗現象及相關條件，歸納得出初步結論：
（A）由圖（a）可知：；
（B）由圖（b）和（c）可知： ．
（2）①隨后他又在探究浮力的實驗中把a圖中的小瓶放入一裝有水的溢水杯中則溢出的水的重為（填序號）．
A.一定等于1牛 B．可能為0.9牛
C．一定小于1牛 D．可能為1.2牛
②接著他分析溢水杯杯底受到水的壓強發生的變化是 ．
（3）他又制作如圖乙所示的潛水艇模型，通過進排氣管（選填“吸氣”或“吹氣”，使模型下潛直到懸浮，容器中的水面將（選填“上升”、“下降”或“不變”，不考慮進排氣管的體積的影響）．

Answer 1

【答案】
（1）浸沒在液體中的物體所受浮力等于重力時,懸浮在液體中,浸沒在液體中的物體所受浮力大于重力時上浮,浮力小于重力時下沉
（2）B,增大或不變
（3）吸氣,不變
【解析】（1）由題知，小瓶浸沒在水中時所受浮力為1牛，裝入適量的細砂后小瓶總重為1牛 . 將小瓶浸沒在水中后放手，因為F浮=G，（A）由圖a可知，浸沒在液體中的物體所受浮力等于重力時，物體懸浮在液體中；調整細沙的質量，小球的重力發生變化，F浮>G上浮，F浮<G下沉 . （B）由圖（b）和（c）可知：浸沒在液體中的物體所受浮力大于重力時上浮，浮力小于重力時下沉；
（2）①把a圖小球放入裝有水的溢水杯中懸浮，F浮=G=1N . 若溢水杯盛滿水，由阿基米德原理知道，小球受到的浮力等于排開的水重，F浮=G排=1N . 若溢水杯中水未滿，則溢出的水的重力小于排開水的重力，則小于1N . 綜上所述，小球處于懸浮狀態可能為0.9N . B符合題意；
②對于第一種情況，水的深度h不變，由P=ρgh杯底受到水的壓強不變 . 對于第二種情況，水的深度h增加，杯底受到的壓強增大；
（3）必須從進排氣管吸氣，模型內的壓強減小，水進入潛艇，重力增大，大于浮力會下沉 . 由于容器內水的總體積不變，無論模型在水中漂浮還是懸浮，受到的浮力都等于重力，由阿基米德原理知道，模型排開水的體積不變，所以容器中水的體積不變，水面將不變 .
故答案為：（1）浸沒在液體中的物體所受浮力等于重力時，懸浮在液體中；浸沒在液體中的物體所受浮力大于重力時上浮，浮力小于重力時下沉；（2）B；增大或不變；（3）吸氣；不變 .

（1）浸沒在液體中的物體所受浮力等于重力時，物體懸浮在液體中；所受浮力大于重力時上浮；所受浮力小于重力時下沉；
（2）由阿基米德原理可知，若溢水杯盛滿水，小球受到的浮力等于排開的水重，容器中水的深度不變，水對容器底的壓強不變；若溢水杯中水未滿，則溢出的水的重力小于排開水的重力，容器中水的深度變大，水對容器底的壓強變大；
（3）模型內氣體減少時，壓強減小，水進入潛艇，重力增大，重力大于浮力時，就會下沉；懸浮和漂浮時物重都等于物重，物體排開液體的體積不變 .