11. 取一只瓶口直径略小于乒乓球直径的塑料饮料瓶,剪去底部,制成一只漏斗。把一个乒乓球放在里面,从上面倒水入漏斗,只见有少量水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流下来,但乒乓球并不上浮,如图10-1-11甲所示;这时用手指堵住瓶口,阻止水从瓶口流下,如图10-1-11乙所示;当乒乓球下方水满后,会看到乒乓球浮起,如图10-1-11丙所示。请你分析其中的原因。

答案
当水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出时,乒乓球下表面受到的水的压力为0,上表面受到的水的压力不为0,受到重力和压力的合力方向向下,乒乓球不能上浮;堵住瓶口,当乒乓球下方水满后,乒乓球浸没在水中,乒乓球受到的浮力大于重力,所以乒乓球上浮。
解析
【解析】
1. 甲图:当水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出时,乒乓球下表面受到的水的压力为0,上表面受到水向下的压力,乒乓球还受到重力,重力与向下的压力的合力方向向下,因此乒乓球不能上浮;
2. 乙、丙图:用手指堵住瓶口,当乒乓球下方水满后,乒乓球浸没在水中,此时乒乓球受到向上的浮力,且浮力大于自身重力,所以乒乓球上浮。
【答案】
甲图中,乒乓球下表面不受水的向上的压力,上表面受水向下的压力,重力与该压力的合力向下,乒乓球无法上浮;堵住瓶口后,乒乓球下方水满,乒乓球受到的浮力大于自身重力,从而上浮。
【知识点】
浮力产生的原因、物体浮沉条件
【点评】
本题借助趣味实验情景,考查对浮力相关知识的理解与应用,需通过受力分析解释现象,体现物理知识与生活实际的联系。
【难度系数】
0.6
1. 甲图:当水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出时,乒乓球下表面受到的水的压力为0,上表面受到水向下的压力,乒乓球还受到重力,重力与向下的压力的合力方向向下,因此乒乓球不能上浮;
2. 乙、丙图:用手指堵住瓶口,当乒乓球下方水满后,乒乓球浸没在水中,此时乒乓球受到向上的浮力,且浮力大于自身重力,所以乒乓球上浮。
【答案】
甲图中,乒乓球下表面不受水的向上的压力,上表面受水向下的压力,重力与该压力的合力向下,乒乓球无法上浮;堵住瓶口后,乒乓球下方水满,乒乓球受到的浮力大于自身重力,从而上浮。
【知识点】
浮力产生的原因、物体浮沉条件
【点评】
本题借助趣味实验情景,考查对浮力相关知识的理解与应用,需通过受力分析解释现象,体现物理知识与生活实际的联系。
【难度系数】
0.6
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