Question

7．老师用图甲装置演示浮力产生的原因：一个上下两端开口的玻璃管，在上、下开口处蒙上了绷紧程度相同的橡皮膜，将其置于乙图的水中，上面的橡皮膜由于水压的作用形变如图乙．
（1）请在图乙中大致画出此时下面的橡皮膜的形变情况（要能反映出此时位置的水压的方向和大小）．

由此小宇明白了浮力是由于浸在水中的物体受到水对物体的上下表面压力差产生的．
（2）小宇认为，如将一长方体A分别如图丙和图丁放置在水中，水对物体上、下表面的压力差肯定是不相等的，图丁中水对物体上下表面压力差应该较大．请你帮小宇设计一个实验验证她的猜想．
①需要的实验器材：刻度尺
②简要的实验步骤：（1）利用刻度尺分别测出A的长、宽、高，求出每个面的面积；
（2）把物体放入水中，测量出上下表面的深度；
（3）改变物体的放置的角度，分别测出上下表面的深度；
③判断依据：为△F=F_向上-F_向下=p_向上s-p_向下s=ρgh_下s-ρgh_上s=ρgLs=ρgV．

Answer 1

分析 （1）液体对容器底和容器壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强，液体内部压强随深度的增加而增大，在同一深度，液体内部向各个方向的压强相等，不同液体内部的压强还与液体的密度有关；故橡皮膜的形状由玻璃管所受的液体压强大小决定．
（2）浸入液体中的物体受到上下表面的压力差为浮力；根据公式p=ρgh可以求出物体A上表面和下表面受到的压强，根据公式p=FS可以求出A上面表面的压力，从而求出压力差．

解答 解：
（1）由于液体内部压强随着深度的增加而增大，故下端的玻璃管浸入液体的深度大，其所受的液体压强大，上端所受的液体内部压强小．故据此分析可得答案，见下图：
；
（2）由p=ρgh可以求出物体A上表面和下表面受到的压强，根据公式p=FS可以求出A上面表面的压力，从而求出压力差．
实验器材：刻度尺；
实验步骤：①利用刻度尺分别测出A的长、宽、高，求出每个面的面积；
②把物体放入水中，测量出上下表面的深度；
③改变物体的放置的角度，分别测出上下表面的深度．
判断依据：根据公式水对正方体的上下表面压力差为△F=F_向上-F_向下=p_向上s-p_向下s=ρgh_下s-ρgh_上s=ρgLs=ρgV，物体A放在水中，深度不同，水对A的上下表面压力差都等于ρgV．
故答案为：（1）如图；（2）见解答．

点评 本题考查了学生对液体特点的掌握和运用，属于基础知识的考查．