Question

取一根火柴，在火柴头处缠绕上细铜丝，放入盛水大可乐瓶中，使火柴恰能直立，刚好浸没水中，如图所示．然后，盖上瓶盖，用手挤压瓶体，火柴下沉；松开手后，火柴又上浮．以下是同学们对这一现象的猜想：
猜想1：手压瓶体，水的密度变大，火柴下沉；松手时水的密度减小，火柴上浮．
猜想2：手挤压瓶体，水中压强增大，对火柴向下的压力也增大，火柴便下沉；反之，火柴便上浮．
猜想3：木材做成的火柴梗会吸水，在水中一段时间后，吸水速度会很慢，达到接近饱和的状态．手挤压瓶体，水中压强增大，火柴梗又开始吸水，重力增大，火柴便下沉；反之，火柴便上浮．
（1）经过讨论，同学们马上否定了“猜想1”，你认为他们否定的理由是：______．
（2）小宇做了以下实验：另取一根火柴，使其表面裹上一层防渗水的石蜡，重复上述实验．他试图验证______（填“猜想2”或“猜想3”）．如果所验证的猜想正确，他将观察到的现象是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据阿基米德原理与浮力公式分析答题．
（2）火柴表面涂上石蜡后，火柴不能吸水，根据猜想3所述分析答题．
解答：解：（1）火柴浸没水中，火柴排开水的体积不变，
由浮力公式F_浮=ρ_水gV_排可知：水的密度越大，火柴受到的浮力越大，火柴的重力一定，浮力越大，火柴应上浮，而不应下沉，故猜想1是错误的．
（2）火柴涂上石蜡后，火柴不能吸水，
分析三个猜想可知，猜想3涉及吸水问题，而另外两个猜想不涉及吸水问题，因此他想验证猜想3，由猜想3可知：
火柴不吸水，火柴的重力不变，则火柴既不上浮，也不下沉．
故答案为：（1）水的密度越大时，浮力越大，物体应上浮；
（2）猜想3；火柴不上浮也不下沉．
点评：本题是一道实验探究题，有一定的难度，认真分析猜想的条件及结论、熟练应用浮力公式即可正确解题．