Question

（2011?嘉定區(qū)一模）某小組同學在學習了浮力知識中，發(fā)現(xiàn)“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(xiàn)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(tài)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(xiàn)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(xiàn)象和相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：

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分析比較圖中（c）、（d）和（e）的實驗現(xiàn)象和相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：

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

．

Answer 1

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，

V排

V物

=

ρ物

ρ液

，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(guān)系，判斷物體的上浮和下沉；或根據(jù)物體密度和液體的密度大小關(guān)系判斷物體在液體中上浮或下沉．