Question

9．小華同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室里做系列實(shí)驗(yàn)．

（1）他想通過實(shí)驗(yàn)研究物體受力情況與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間的關(guān)系．他設(shè)法測得密閉小瓶浸沒在水中時(shí)所受浮力為1牛，然后裝入適量的細(xì)砂，將總重為1牛的小瓶浸沒在水中后放手，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如圖甲（a）所示；接著他兩次調(diào)整瓶內(nèi)細(xì)砂的質(zhì)量，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，分別如圖（b）和（c）所示．請根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及相關(guān)條件，歸納得出初步結(jié)論：
（A）由圖（a）可知：浸沒在液體中的物體所受浮力等于重力時(shí)，懸浮在液體中；
（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(shí)，上��；浮力小于重力時(shí)，下沉．
（2）①隨后他又在探究浮力的實(shí)驗(yàn)中把a(bǔ)圖中的小瓶放入一裝有水的溢水杯中則溢出的水的重為B（填序號(hào)）．
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(qiáng)發(fā)生的變化是不變或增大．
（3）他又制作如圖乙所示的潛水艇模型，通過進(jìn)排氣管吸氣（選填“吸氣”或“吹氣”，使模型下潛直到懸浮，容器中的水面將不變（選填“上升”、“下降”或“不變”，不考慮進(jìn)排氣管的體積的影響）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，結(jié)合圖示，得出結(jié)論；
（2）①裝有水的溢水杯分裝滿水和沒有裝滿水兩種情況討論；②根據(jù)P=ρgh作答；
（3）為使?jié)撍�艇模型從圖中位置下沉，則其重力應(yīng)大于浮力，所以必須從進(jìn)排氣管處吸氣，塑料瓶內(nèi)的壓強(qiáng)減小，水進(jìn)入塑料瓶，總重力增大，大于浮力變會(huì)下沉；
將模型本身與容器內(nèi)的水分割考慮，結(jié)合漂浮和懸浮的特點(diǎn)，根據(jù)阿基米德原理作出判斷．

解答 解：（1）通過實(shí)驗(yàn)研究物體受力情況與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間的關(guān)系；
（A）由圖（a）可知：物體處于懸浮狀態(tài)，是因?yàn)槭艿礁×εc重力大小相等．所以得出的結(jié)論是：浸沒在液體中的物體所受浮力等于重力時(shí)，懸浮在液體中；
（B）由圖（b）和（c）可知：物體分別向上和向下運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)槭艿降牧�為非平衡力，在圖（b）中受到的浮力大于重力，圖（c）中受到的浮力小于重力．
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(shí)，上浮；浮力小于重力時(shí)，下沉；
（2）總重為1N的小瓶浸沒在水中時(shí)所受浮力為1牛，把a(bǔ)圖中的小瓶放入一裝有水的溢水杯中，小瓶處于縣浮狀態(tài)，F(xiàn)_浮=G_瓶=1N：
①若溢水杯是盛滿水，根據(jù)阿基米德定律，小瓶受到的浮力等于排開的水重，即排出的水重，F(xiàn)_浮=G_排出=1N；
若溢水杯中水沒有滿，則溢出的水的重小于排開水的重，即小于1N，
綜上，小瓶處于縣浮狀態(tài)可能為0.9N；
②對第一種情況，水的深度h不變，根據(jù)P=ρgh水對杯底的壓強(qiáng)不變；
對第二種情況，水的深度增加，根據(jù)P=ρgh水對杯底的壓強(qiáng)增大；
（3）必須從進(jìn)排氣管處吸氣，塑料瓶內(nèi)的壓強(qiáng)減小，水進(jìn)入塑料瓶，總重力增大，大于浮力變會(huì)下沉；
容器內(nèi)水的總體積不變，無論模型（本身）在水中漂浮還是懸浮，其受到的浮力都等于重力，根據(jù)阿米德原理，模型自自身排開水的體積不變，所以，通過進(jìn)排氣管吸氣”，使模型下潛直到懸浮，容器中的水面將不變．
故答案為：（1）（A）浸沒在液體中的物體所受浮力等于重力時(shí)，懸浮在液體中；        
 （B）浸沒在液體中的物體所受浮力大于重力時(shí)，上��；浮力小于重力時(shí)，下沉；
（2）①B； ②不變或增大；       
（3）吸氣； 不變．

點(diǎn)評 本題考查物體的浮沉條件，阿基米德原理、液體壓強(qiáng)、潛水艇原理等知識(shí)，綜合性較強(qiáng)，同時(shí)也涉及對分割思想和分類討論思想的考查．