Question

11．在一截蜡烛的底部插入一根铁钉，使蜡烛能直立地浮在水中不倾倒，如图所示．点燃蜡烛，观察一下，随着蜡烛的逐渐消耗，蜡烛是逐渐下沉还是逐渐上浮？想一想，为什么？

Answer 1

分析 由于蜡块处于漂浮状态，此时的浮力等于总重力，随着蜡烛的逐渐消耗，所受浮力等于剩余部分的总重力，根据这一关系，对物体进行受力分析，再结合浮沉条件可得出结论．

解答 解：第一次漂浮时，物体重力分为三部分：铁钉重G_铁、水面以下的蜡烛重G₁、水面以上的蜡烛重G₂，浸入水中的体积设为V₁，此时物体受到总浮力为F₁=ρ_水gV₁，此时浮力等于重力，则F₁=G_铁+G₁+G₂
点燃蜡烛，随着蜡烛的逐渐消耗，消耗G₂后，假设刚好完全浸没，则所受浮力F₂=ρ_水gV₁=F₁＞G_铁+G₁，物体将上浮．
答：点燃蜡烛，随着蜡烛的逐渐消耗，蜡烛是逐渐上浮；
原因是：随着蜡烛的逐渐消耗，蜡烛的重力减小，蜡烛在浮力作用下将上浮．

点评 本题考查了密度公式和物体浮沉条件的应用，可以根据题意得出剩余部分密度的变化判断．