Question

【題目】為何漂浮在水面上的竹筷一般都是橫躺著而不是豎直的？這一現象引起了小科的思考。

（思考）漂浮在水面上的竹筷只受到重力和浮力的作用，因為它們是一對________力，所有竹筷應該能豎直地靜止在水面上，但事實并不如此。

（實驗）小科以內含金屬塊的中空細塑料管模擬竹筷進行實驗探究。如圖所示，把一個質量適當的金屬塊，固定在一根底端封閉的中空細塑料管內的不同位置后，分別輕輕地豎直放到水和濃鹽水中，觀察它是否能始終保持豎直。觀察到的實驗現象如表：

（分析）(1)把金屬塊和塑料管視為一個物體， 金屬塊位置的改變，會改變物體的______位置。相同條件下，這一位置越低，細管在液體中能豎直漂浮的可能性越大。

(2)分析金屬塊固定在c點時，細管放入水和濃鹽水中時的實驗現象可知，相同條件下，浮力作用點的位置相對細管底端越_______（選填“高”或“低”），細管在液體中能豎直漂浮的可能性越大。

其實，上述實驗現象還需要用杠桿、能的轉化等知識來解釋，有待于繼續研究……

Answer 1

【答案】 平衡 重心 高

【解析】試題漂浮在水面上的竹筷只受到重力和浮力的作用，這兩個力大小相等、方向相反、同一直線、作用在同一物體上，是一對平衡力；（1）把金屬塊和塑料管視為一個物體，金屬塊在塑料管中的位置不相同，則塑料管這個整體的重心就會發生變化，金屬塊的位置越低，重心就越低；（2）金屬塊固定在c點時，細管放入水中能漂浮，在濃鹽水中不能漂浮；細管在水中和鹽水中所受的浮力是相同的，根據阿基米德原理F浮=G排=m排g=ρ液gV排可知，鹽水的密度大于水的密度，則細管在鹽水中排開的鹽水的體積要小于排開的水的體積，即在水中細管所受的浮力的作用點要高一些；作用點越高，越容易漂浮。