Question

如图所示，某兴趣小组在研究马铃薯在水中的浮沉情况时，通过往水中加盐，终于使马铃薯漂浮在水面上．由于时间关系，当时并没有及时收拾实验器材，几天后他们来收拾器材时，惊奇地发现原来浮在水面的马铃薯又都沉在容器底部，他们决定对这一现象进行研究．对此现象，他们提出了以下几种猜想：
猜想1：可能由于水的蒸发，盐水的密度变大，导致马铃薯下沉；
猜想2：可能是马铃薯在盐水中浸泡几天后质量变大，导致马铃薯下沉；
猜想3：可能是马铃薯在盐水中浸泡几天后体积变小，导致马铃薯下沉；
经过一番讨论，他们马上否定了猜想1，你认为他们否定的理由是：

 

．
接着他们就猜想2和猜想3进行了如下的实验操作：
（1）取三块马铃薯，编上A、B、C号，分别测出其质量和体积；
（2）配制一大杯盐水；
（3）将三块马铃薯放在盐水中，使其漂浮，几天后发现马铃薯都沉在容器底部，将其捞出、擦干，分别测出其质量和体积．
实验数据如表：

马铃薯的编号	质量/g		体积/cm3
	放入盐水前	在盐水中下沉后	放入盐水前	在盐水中下沉后
A	44.8	39.2	40	33
B	56.1	48.8	50	41
C	77.3	67.9	69	57

请分析上述实验数据后回答：
猜想2是

 

（选填：“正确”或“错误”）的；
猜想3是

 

（选填：“正确”或“错误”）的；
你认为导致马铃薯下沉的原因是：

 

．

Answer 1

分析：物体在液体中的浮沉取决于物体所受的浮力与重力大小关系．
漂浮：F_浮=G（因为漂浮时V_排＜V_物，所以ρ_液＞ρ_物）；
下沉：F_浮＜G（因为浸没在液体中下沉时V_排=_物，所以ρ_液＜ρ_物）；
悬浮：F_浮=G（因为悬浮时V_排=V_物，所以ρ_液=ρ_物）；
上浮：F_浮＞G（因为浸没在液体中上浮时V_排=V_物，所以ρ_液＞ρ_物）．
解答本题可根据浮沉条件去分析．

解答：解：开始时，马铃薯漂浮在水面上，所以F_浮=G，则ρ_液gV_排=ρ_物gV_物．
  猜想1认为可能是盐水的密度变大造成马铃薯下沉，如果是盐水密度增大，则马铃薯受到的浮力会增大，马铃薯就会上浮而不是下沉．
  由表格中数据可知，马铃薯放在盐水中过几天后，质量会减小，所以猜想2是错误的．
  因为马铃薯放入盐水中过几天后，都下沉了，所以F_浮＜G，则ρ_液gV_排＜ρ_物gV_物，
  因为下沉时，V_排=V_物，所以ρ_液＜ρ_物，那么我们也可以根据液体密度和物体密度的大小关系来判断物体的浮沉情况．
  由放入盐水前的质量和体积，我们可算出放入前马铃薯的密度是ρ=

44.8g

40cm3

=1.12g/cm³，计算序号B和C的密度也同样是1.12g/cm³；
  由放入盐水后的质量和体积，我们可算出此时马铃薯的密度是ρ′=

39.2g

33cm3

≈1.19g/cm³，计算序号B和C的密度也同样是1.19g/cm³．
  从表格中数据和计算结果来看，马铃薯放入盐水中几天后，马铃薯的质量和体积都减小了，但马铃薯的密度却是变大的，当马铃薯的密度大于盐水的密度时，马铃薯就会在盐水中下沉．
故答案为 盐水密度增大，马铃薯会上浮而不会下沉，与现象不符；
错误；正确；
由表中数据分析马铃薯的密度增大，大于盐水的密度，导致马铃薯下沉．

点评：本题考查了学生对阿基米德原理和物体浮沉条件的掌握和理解，在运用物体浮沉条件分析时，我们也可以根据液体密度和物体密度的大小关系进行判断．