Question

【题目】小华同学在实验室里做系列实验．

（1）他想通过实验研究物体受力情况与运动状态之间的关系．他设法测得密闭小瓶浸没在水中时所受浮力为1牛，然后装入适量的细砂，将总重为1牛的小瓶浸没在水中后放手，其运动状态如图甲（a）所示；接着他两次调整瓶内细砂的质量，重复上述实验，分别如图（b）和（c）所示．请根据实验现象及相关条件，归纳得出初步结论：
（A）由图（a）可知：；
（B）由图（b）和（c）可知： ．
（2）①随后他又在探究浮力的实验中把a图中的小瓶放入一装有水的溢水杯中则溢出的水的重为（填序号）．
A.一定等于1牛 B．可能为0.9牛
C．一定小于1牛 D．可能为1.2牛
②接着他分析溢水杯杯底受到水的压强发生的变化是 ．
（3）他又制作如图乙所示的潜水艇模型，通过进排气管（选填“吸气”或“吹气”，使模型下潜直到悬浮，容器中的水面将（选填“上升”、“下降”或“不变”，不考虑进排气管的体积的影响）．

Answer 1

【答案】
（1）浸没在液体中的物体所受浮力等于重力时,悬浮在液体中,浸没在液体中的物体所受浮力大于重力时上浮,浮力小于重力时下沉
（2）B,增大或不变
（3）吸气,不变
【解析】（1）由题知，小瓶浸没在水中时所受浮力为1牛，装入适量的细砂后小瓶总重为1牛 . 将小瓶浸没在水中后放手，因为F浮=G，（A）由图a可知，浸没在液体中的物体所受浮力等于重力时，物体悬浮在液体中；调整细沙的质量，小球的重力发生变化，F浮>G上浮，F浮<G下沉 . （B）由图（b）和（c）可知：浸没在液体中的物体所受浮力大于重力时上浮，浮力小于重力时下沉；
（2）①把a图小球放入装有水的溢水杯中悬浮，F浮=G=1N . 若溢水杯盛满水，由阿基米德原理知道，小球受到的浮力等于排开的水重，F浮=G排=1N . 若溢水杯中水未满，则溢出的水的重力小于排开水的重力，则小于1N . 综上所述，小球处于悬浮状态可能为0.9N . B符合题意；
②对于第一种情况，水的深度h不变，由P=ρgh杯底受到水的压强不变 . 对于第二种情况，水的深度h增加，杯底受到的压强增大；
（3）必须从进排气管吸气，模型内的压强减小，水进入潜艇，重力增大，大于浮力会下沉 . 由于容器内水的总体积不变，无论模型在水中漂浮还是悬浮，受到的浮力都等于重力，由阿基米德原理知道，模型排开水的体积不变，所以容器中水的体积不变，水面将不变 .
故答案为：（1）浸没在液体中的物体所受浮力等于重力时，悬浮在液体中；浸没在液体中的物体所受浮力大于重力时上浮，浮力小于重力时下沉；（2）B；增大或不变；（3）吸气；不变 .

（1）浸没在液体中的物体所受浮力等于重力时，物体悬浮在液体中；所受浮力大于重力时上浮；所受浮力小于重力时下沉；
（2）由阿基米德原理可知，若溢水杯盛满水，小球受到的浮力等于排开的水重，容器中水的深度不变，水对容器底的压强不变；若溢水杯中水未满，则溢出的水的重力小于排开水的重力，容器中水的深度变大，水对容器底的压强变大；
（3）模型内气体减少时，压强减小，水进入潜艇，重力增大，重力大于浮力时，就会下沉；悬浮和漂浮时物重都等于物重，物体排开液体的体积不变 .