Question

在一支平底試管內裝入適量鐵砂，然后先后放入裝有甲、乙兩種不同液體的燒杯里（如圖1所示）
（1）請在圖2中畫出試管所受重力和浮力的示意圖（力的作用點畫在O上）
（2）試管在甲液體里排開液體的質量

等于

試管在乙液體里排開的液體質量；甲杯底受的液體壓強

小于

乙杯底受的液體壓強．（均選填“大于”“小于”“等于”）

Answer 1

分析：（1）對試管此時的狀態進行受力分析，明確要畫出的兩個力的三要素，并注意比較此時兩個力的大小不同．
（2）試管漂浮時浮力等于重力，在兩圖中都是漂浮，而且是同一試管，所以浮力相同，由圖中可看出在甲液體中試管浸入部分較大，即V_排大，再利用F_浮=ρgV_排即可比較出兩容器中液體密度的大小；根據公式p=ρgh可求比較出液體對兩容器底的壓強大小

解答：解：
（1）試管漂浮在水中，重力等于所受浮力，兩個力都作用在重心，方向相反，如圖所示：

（2）∵是同一試管，在兩種液體中都漂浮，
∴F_浮=G，
∴試管在兩種液體中受到的浮力：
F_甲=F_乙=G，
又∵F_浮=G_排=m_排g=ρ_液V_排g，V_排甲＞V_排乙．
∴ρ_甲＜ρ_乙．
由圖可知兩容器液面h_甲＜h_乙，利用p=ρgh可得液體對兩容器底的壓強P_甲＜P_乙．
故答案為：（1）如圖所示；（2）等于；小于．

點評：（1）第一問考查了浮力與重力示意圖的畫法，看似簡單但卻包含了易錯點，那就是一定要注意到在漂浮時，物體的重力是等于浮力的．
（2）第二問考查液體壓強公式公式和浮力的應用，關鍵知道物體漂浮時浮力等于重力，影響浮力的因素是液體密度和排開液體的體積，影響液體壓強的因素是液體密度和液體深度，本題影響因素是液體的密度．