Question

某小組同學在學習了浮力知識中，發現“浸入水中的鐵塊最終靜止在容器底部、浸入水中的木塊最終漂浮在水面上”的現象，提出問題，進行猜想：物塊的密度可能會對它浸入水中后的最終狀態有影響．于是他們選用體積相同、密度不同的圓柱體A、B、C、D、E（ρ_A＞ρ_B＞ρ_水＞ρ_C＞ρ_D＞ρ_E）進行實驗．當它們在水中靜止時，實驗現象如圖（a）、（b）、（c）、（d）和（e）所示．
①分析比較圖中（a）或（b）的實驗現象和相關條件，可得出的初步結論是：______．
②分析比較圖中（c）、（d）和（e）的實驗現象和相關條件，可得出的初步結論是：______．

Answer 1

【答案】分析：①浸沒在液體中的物體，物體密度大于液體密度時，物體受到的浮力小于物體的重力，物體要下沉到液體底部．
浸沒在液體中的物體，物體密度等于液體密度時，物體受到的浮力等于物體的重力，物體懸浮在液體任何深度處．
浸沒在液體中的物體，物體密度小于液體密度時，物體受到的浮力大于物體的重力，物體要上浮到液面．
②漂浮在液面上的物體，物體的密度比液體密度小的越多，物體排開液體的體積與物體體積之比越小．
解答：解：①圖中（a）或（b），物體的密度大于液體的密度，浸沒在液體中的物體受到的浮力為：F_浮=ρ_液gV_物，物體的重力為：G=ρ_物gV_物，因為ρ_物＞ρ_液，所以G＞F_浮，所以物體要下沉到容器底部，最終靜止在容器底部．所以圖中（a）或（b）可以得到：當浸入液體中物體密度大于液體密度時，物體最終靜止在容器底部．
②圖中（c）、（d）和（e），物體的密度小于液體的密度，浸沒在液體中的物體受到的浮力為：F_浮=ρ_液gV_物，物體的重力為：G=ρ_物gV_物，因為ρ_液＞ρ_物，所以F_浮＞G，所以物體要上浮到液面，最終漂浮在液面上．
漂浮在液面上的物體，受到的浮力等于物體的重力，即G=F_浮，ρ_物gV_物=ρ_液gV_排，=，物體密度比液體的密度小得越多，排開液體的體積與物體體積之比越小．
故答案為：①當浸入液體中物體密度大于液體密度時，物體最終靜止在容器底部；②當浸入液體中物體密度小于液體密度時，物體最終漂浮在液體面上，而且物體密度比液體的密度小得越多，物體排開液體的體積與物體體積之比越小．
點評：首先把物體浸沒在液體中，通過比較物體重力和物體受到的浮力大小關系，判斷物體的上浮和下沉；或根據物體密度和液體的密度大小關系判斷物體在液體中上浮或下沉．