5. 综合实践活动课上,小江展示了自制的“小潜艇”。如图甲所示,矿泉水瓶中装有适量的水,将一个未装满水的小玻璃瓶倒扣入矿泉水瓶中,给矿泉水瓶口盖上插有吸管的瓶盖,吸管与瓶盖之间密封且不接触瓶内的水面,小玻璃瓶沉在水底。小江通过吸管将矿泉水瓶中的气体吸出一部分,“小潜艇”上浮了,如图乙所示。
(1)请分析解释“小潜艇”上浮的原因。
(2)请同学们在家进行实验,再找出一种能让“小潜艇”上浮的方法。

(1)请分析解释“小潜艇”上浮的原因。
(2)请同学们在家进行实验,再找出一种能让“小潜艇”上浮的方法。
答案
5. (1)解法一:用嘴吸气后,矿泉水瓶内液面上方气体减少,瓶内气压变小,导致小玻璃瓶瓶口处的液体产生向下的压强差,也就产生向下的压力差,将小玻璃瓶内的部分水排出。使得小玻璃瓶和瓶内液体的总重减小,根据$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,此过程中$\rho_{液}$和$V_{排}$不变,所以$F_{浮}$不变,小玻璃瓶和其内部液体受到的浮力大于其所受总重力,力可以改变物体的运动状态,小玻璃瓶上浮。
解法二:(以小玻璃瓶和瓶内气体为研究对象)用嘴吸气后,矿泉水瓶内液面上方气体减少,瓶内气压变小,导致小玻璃瓶瓶口处的液体产生向下的压强差,也就产生向下的压力差,将小玻璃瓶内的部分水排出。根据小玻璃瓶内气体体积增大,$V_{排}$变大,$F_{浮}$变大,小玻璃瓶和瓶内气体所受总重力不变,小玻璃瓶和瓶内气体受到的浮力大于其所受总重力,力可以改变物体的运动状态,小玻璃瓶上浮。
(2)使“小潜艇”上浮的方法:将另一吸管的管口贴靠在瓶中吸管的上端,沿水平方向吹气。(答案合理即可)
解法二:(以小玻璃瓶和瓶内气体为研究对象)用嘴吸气后,矿泉水瓶内液面上方气体减少,瓶内气压变小,导致小玻璃瓶瓶口处的液体产生向下的压强差,也就产生向下的压力差,将小玻璃瓶内的部分水排出。根据小玻璃瓶内气体体积增大,$V_{排}$变大,$F_{浮}$变大,小玻璃瓶和瓶内气体所受总重力不变,小玻璃瓶和瓶内气体受到的浮力大于其所受总重力,力可以改变物体的运动状态,小玻璃瓶上浮。
(2)使“小潜艇”上浮的方法:将另一吸管的管口贴靠在瓶中吸管的上端,沿水平方向吹气。(答案合理即可)
6. 测量液体密度的仪器叫作密度计。将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(如图甲)。图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的。将简易密度计放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直立在液体中,如图乙和图丙所示,由观察到的现象可以判断哪杯液体的密度大。说出你的理由。

答案
6. 图中密度计在乙、丙两种液体中均处于漂浮状态,浮力等于物体所受的重力,所以所受的浮力$F_{乙}=F_{丙}$,
由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,
如图所示,$V_{乙}>V_{丙}$,
所以两种液体的密度大小关系为$\rho_{乙}<\rho_{丙}$。
由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,
如图所示,$V_{乙}>V_{丙}$,
所以两种液体的密度大小关系为$\rho_{乙}<\rho_{丙}$。
登录