Question

橡皮薄膜一塊，滴管一支．細繩若干．如圖所示，將小藥瓶打孔，瓶內放一小段鐵絲，灌上水蓋緊，將廣口瓶注入水，一只手拿瓶，另一只手用帶有彎鉤的滴管，向小藥瓶一點點注入空氣，并反復實驗小瓶下沉的情況，直到小瓶上方的空氣量恰能使小瓶在水中緩慢上浮為止，用橡皮膜密封廣口瓶的瓶口，用手壓薄膜，小瓶自動下沉，便算成功．觀察實驗現(xiàn)象：浮沉子的浮沉．
（1）用手壓薄膜，浮沉子下沉．
（2）拿開手，薄膜恢復，浮沉子上浮．
（3）輕壓薄膜到一定程度，浮沉子懸浮于水中．
思考并回答：
（1）浮沉子浮沉的關鍵因素是什么？為什么會浮與沉？
（2）浮沉子上浮或下沉時，浮沉子中的空氣體積有何變化？為什么會有這一變化？
（3）如果大氣壓強發(fā)生變化，是否會影響到浮沉子的浮沉變化？

Answer 1

分析：（1）物體的浮沉情況要根據(jù)浮沉條件來進行判斷，當浮力大于重力時，物體上浮，當浮力小于重力時，物體下沉，當浮力等于重力時，物體漂浮或懸浮．
（2）根據(jù)阿基米德原理可知排開的水的體積大小．再根據(jù)在氣體的溫度和質量一定時，氣體體積越小，氣體壓強就越大來解答此題．
（3）大氣壓強變大，浮沉子將下沉一些，反之相反．

解答：解：（1）浮沉子浮沉的關鍵原因是浮力的大小；當F_浮＞G時，物體上浮，反之下沉．
手壓薄膜，壓強增大，空氣體積壓縮；此壓強傳遞到浮沉子底部．浮沉子所受浮力小于浮沉子所受重力，它就下沉，不再壓膜，膜和空氣之間壓強減小，此壓強傳遞到浮沉子底部，那里的壓強減小，浮沉子所受浮力大于浮沉子所受重力，它就上升．（2）上浮時體積變大；下沉時體積減小，體積的變化決定于氣體壓強，壓強大，體積變小（在溫度不變條件下）．
（3）大氣壓強變大，浮沉子下沉，大氣壓強變小，浮沉子將上浮一些．

點評：解答此題要掌握阿基米德原理和物體的浮沉條件的相關知識；阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力的作用，浮力大小等于物體排開的液體的重力；浮沉條件是我們應該熟知的重要知識，根據(jù)它可以判斷物體浮沉，也可以在已知浮沉的情況下判斷浮力與重力的關系．