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(xiàn)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?yàn)樗鼈兪且粚?duì)________力，所有竹筷應(yīng)該能豎直地靜止在水面上，但事實(shí)并不如此。

（實(shí)驗(yàn)）小科以內(nèi)含金屬塊的中空細(xì)塑料管模擬竹筷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。如圖所示，把一個(gè)質(zhì)量適當(dāng)?shù)慕饘賶K，固定在一根底端封閉的中空細(xì)塑料管內(nèi)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如表：

（分析）(1)把金屬塊和塑料管視為一個(gè)物體， 金屬塊位置的改變，會(huì)改變物體的______位置。相同條件下，這一位置越低，細(xì)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(diǎn)時(shí)，細(xì)管放入水和濃鹽水中時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，相同條件下，浮力作用點(diǎn)的位置相對(duì)細(xì)管底端越_______（選填“高”或“低”），細(xì)管在液體中能豎直漂浮的可能性越大。

其實(shí)，上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象還需要用杠桿、能的轉(zhuǎn)化等知識(shí)來解釋，有待于繼續(xù)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(gè)力大小相等、方向相反、同一直線、作用在同一物體上，是一對(duì)平衡力；（1）把金屬塊和塑料管視為一個(gè)物體，金屬塊在塑料管中的位置不相同，則塑料管這個(gè)整體的重心就會(huì)發(fā)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(diǎn)時(shí)，細(xì)管放入水中能漂浮，在濃鹽水中不能漂浮；細(xì)管在水中和鹽水中所受的浮力是相同的，根據(jù)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(xì)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(xì)管所受的浮力的作用點(diǎn)要高一些；作用點(diǎn)越高，越容易漂浮。