Question

16．王老师在学校的物理社团活动中，组织学生制作“浮沉子”实验．
（1）器材：塑料瓶1个（含瓶盖），吸管1根，回形针1枚，剪刀1把，烧杯1只，适量水．
（2）制作与原理
（1）剪一小段吸管，长约3厘米，再对折，将回形针套进对折的吸管管口，使吸管不会张开，就完成了浮沉子，如图甲．吸管受力能对折说明力可以改变物体的形状，剪刀能剪断吸管说明剪刀的硬度比吸管的大．
（2）将烧杯装水，把做好的浮沉子轻轻放入．调整浮沉子，使浮沉子漂浮在水面上，只露出水面一点点如图乙．此时浮沉子受到的重力、浮力分别为G₁和F₁；在塑料瓶中装水（接近瓶盖下沿），把调好的浮沉子放进塑料瓶里，盖紧盖子，用手挤压瓶子，可以会看到浮沉子下沉并能悬浮在图丙中的位置，此时浮沉子受到的重力、浮力分别为G₂和F₂，则G_1＜G₂，F_1＜F₂（＞/＜/﹦）．
（3）在制作过程中，小陈同学盖紧了盖子，用很大的力也未能使浮沉子下沉．王老师说，你轻轻地摇晃几下瓶子，再用力试试．果然，小陈轻轻地摇晃了几下瓶子后，微微用了点力就使浮沉子下沉了，摇晃后浮沉子易于下沉是因为使水进入吸管，增加浮沉子的重力．你还有其他方法吗？请说出你的方法再向塑料瓶中加水，使瓶中水面上方空气的体积减小，气压增大，将水压入吸管，增大吸管的重力．

Answer 1

分析 （1）力可以改变物体的形状；硬度越大，越不容易变形；
（2）（3）根据塑料瓶受到的浮力与重力的关系可以得出结论．

解答 解：（1）力可以改变物体的形状，故吸管受力能对折说明力可以改变物体的形状；硬度越大，越不容易变形，故剪刀能剪断吸管说明剪刀的硬度比吸管的大．
（2）开始浮沉子漂浮在水面上此时浮沉子受到的重力等于浮力，即G₁=F₁；
后来浮沉子下沉并能悬浮在图丙中的位置，此时浮沉子受到的重力等于浮力，即G₂=F₂；
因为第二次排开液体的体积较大浮力较大，故F₁＜F₂，G₁＜G₂；
（3）摇晃后使水进入吸管，增加浮沉子的重力，使浮沉子易于下沉；还可以再向塑料瓶中加水，使瓶中水面上方空气的体积减小，气压增大，将水压入吸管，增大吸管的重力．
故答案为：（1）力可以改变物体的形状；硬度；（2）＜；＜；（3）使水进入吸管，增加浮沉子的重力；再向塑料瓶中加水，使瓶中水面上方空气的体积减小，气压增大，将水压入吸管，增大吸管的重力．

点评 本题考查探究物体的浮沉条件的实验，是一道综合题，但难度不大．