Question

3．如图所示，一个空的塑料药瓶，瓶口扎上橡皮膜，竖直地进入水中，一次瓶口朝上（如图甲），一次瓶口朝下（如图乙），这两次药瓶在水里的位置相同．
（1）每次橡皮膜都向内凹，这是因为液体内部向各个方向都有压强．
（2）若图甲中瓶口距水面深度为5cm，求瓶口橡皮膜所受水的压强．（ρ_水=10³kg/m³，g取10N/kg）
（3）若两次都松开手后，甲图中的塑料药瓶恰好悬浮在水中，则乙图中的塑料药瓶将上浮、下沉还是悬浮？请给出合理的解释．

Answer 1

分析 （1）液体内部向各个方向都有压强，在同一深度，液体向各个方向的压强相等，液体内部的压强与液体的深度和密度有关，而与其它的因素无关；
（2）已知瓶口橡皮膜所处的深度和水的密度，利用p=ρgh计算压强大小；
（3）根据浮沉条件可判断其最终的浮沉状况．

解答 解：
（1）因为液体内部朝各个方向都有压强，所以橡皮膜不论是朝上还是朝下都会向内凹；（2）瓶口橡皮膜所受水的压强：p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.05m=500Pa；
（3）若都松开手后，甲图中的金属瓶恰好悬浮在水中，说明甲所受的浮力等于重力；
由于乙橡皮膜所处的深度更深，所以橡皮膜在下端时比上端时凹进的更深，所以排水的体积小，所受浮力小，浮力小于重力，故金属瓶将下沉．
答：（1）液体内部向各个方向都有压强；
（2）瓶口橡皮膜所受水的压强为500Pa；
（3）下沉；由于乙橡皮膜所处的深度更深，所以橡皮膜在下端时比上端时凹进的更深，所以排水的体积小，所受浮力小，浮力小于重力，故金属瓶将下沉．

点评 本题主要考查了对液体压强影响因素的了解，同时考查液体压强的计算、以及对浮沉条件的理解和运用，属基础题．