Question

取一根火柴，在火柴頭處纏繞上細銅絲，放入盛水大可樂瓶中，使火柴恰能直立，剛好浸沒水中，如圖所示．然后，蓋上瓶蓋，用手擠壓瓶體，火柴下沉；松開手后，火柴又上�。�以下是同學們對這一現象的猜想：
猜想1：手壓瓶體，水的密度變大，火柴下沉；松手時水的密度減小，火柴上�。�
猜想2：手擠壓瓶體，水中壓強增大，對火柴向下的壓力也增大，火柴便下沉；反之，火柴便上浮．
猜想3：木材做成的火柴梗會吸水，在水中一段時間后，吸水速度會很慢，達到接近飽和的狀態．手擠壓瓶體，水中壓強增大，火柴梗又開始吸水，重力增大，火柴便下沉；反之，火柴便上�。�
（1）經過討論，同學們馬上否定了“猜想1”，你認為他們否定的理由是：______．
（2）小宇做了以下實驗：另取一根火柴，使其表面裹上一層防滲水的石蠟，重復上述實驗．他試圖驗證______（填“猜想2”或“猜想3”）．如果所驗證的猜想正確，他將觀察到的現象是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據阿基米德原理與浮力公式分析答題．
（2）火柴表面涂上石蠟后，火柴不能吸水，根據猜想3所述分析答題．
解答：解：（1）火柴浸沒水中，火柴排開水的體積不變，
由浮力公式F_浮=ρ_水gV_排可知：水的密度越大，火柴受到的浮力越大，火柴的重力一定，浮力越大，火柴應上浮，而不應下沉，故猜想1是錯誤的．
（2）火柴涂上石蠟后，火柴不能吸水，
分析三個猜想可知，猜想3涉及吸水問題，而另外兩個猜想不涉及吸水問題，因此他想驗證猜想3，由猜想3可知：
火柴不吸水，火柴的重力不變，則火柴既不上浮，也不下沉．
故答案為：（1）水的密度越大時，浮力越大，物體應上浮；
（2）猜想3；火柴不上浮也不下沉．
點評：本題是一道實驗探究題，有一定的難度，認真分析猜想的條件及結論、熟練應用浮力公式即可正確解題．