Question

3．如圖所示，一個空的塑料藥瓶，瓶口扎上橡皮膜，豎直地進入水中，一次瓶口朝上（如圖甲），一次瓶口朝下（如圖乙），這兩次藥瓶在水里的位置相同．
（1）每次橡皮膜都向內凹，這是因為液體內部向各個方向都有壓強．
（2）若圖甲中瓶口距水面深度為5cm，求瓶口橡皮膜所受水的壓強．（ρ_水=10³kg/m³，g取10N/kg）
（3）若兩次都松開手后，甲圖中的塑料藥瓶恰好懸浮在水中，則乙圖中的塑料藥瓶將上浮、下沉還是懸浮？請給出合理的解釋．

Answer 1

分析 （1）液體內部向各個方向都有壓強，在同一深度，液體向各個方向的壓強相等，液體內部的壓強與液體的深度和密度有關，而與其它的因素無關；
（2）已知瓶口橡皮膜所處的深度和水的密度，利用p=ρgh計算壓強大小；
（3）根據浮沉條件可判斷其最終的浮沉狀況．

解答 解：
（1）因為液體內部朝各個方向都有壓強，所以橡皮膜不論是朝上還是朝下都會向內凹；（2）瓶口橡皮膜所受水的壓強：p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.05m=500Pa；
（3）若都松開手后，甲圖中的金屬瓶恰好懸浮在水中，說明甲所受的浮力等于重力；
由于乙橡皮膜所處的深度更深，所以橡皮膜在下端時比上端時凹進的更深，所以排水的體積小，所受浮力小，浮力小于重力，故金屬瓶將下沉．
答：（1）液體內部向各個方向都有壓強；
（2）瓶口橡皮膜所受水的壓強為500Pa；
（3）下沉；由于乙橡皮膜所處的深度更深，所以橡皮膜在下端時比上端時凹進的更深，所以排水的體積小，所受浮力小，浮力小于重力，故金屬瓶將下沉．

點評 本題主要考查了對液體壓強影響因素的了解，同時考查液體壓強的計算、以及對浮沉條件的理解和運用，屬基礎題．