【分析】
(1) 溢水杯原本盛满液体,放入小球后液面高度不变,结合液体压强公式,可知液体对容器底部的压强变化;
(2) 根据阿基米德原理,结合小球在甲中沉底、乙中漂浮时浮力与自身重力的关系,比较溢出液体质量的大小;
(3) 依据漂浮和悬浮的浮沉条件判断浮力大小;再通过分析容器对桌面的压力,结合液体密度关系,比较容器对桌面的压强大小。
【解析】
(1) 溢水杯盛满液体,放入小球后溢出液体,液面高度$ h $保持不变,液体密度$ \rho_{液} $不变,根据液体压强公式$ p=\rho_{液}gh $,可知液体对容器底部的压强不变。
(2) 根据阿基米德原理$ F_{浮}=G_{排}=m_{排}g $:
小球在甲中沉底,说明$ F_{1}<G_{球} $,即$ m_{1}g<G_{球} $,可得$ m_{1}<\frac{G_{球}}{g} $;
小球在乙中漂浮,说明$ F_{2}=G_{球} $,即$ m_{2}g=G_{球} $,可得$ m_{2}=\frac{G_{球}}{g} $;
因此$ m_{1}<m_{2} $。
(3) 小球在甲中漂浮,根据浮沉条件可知$ F_{1}=G_{球} $;小球在乙中悬浮,根据浮沉条件可知$ F_{2}=G_{球} $,故$ F_{1}=F_{2} $。
容器对桌面的压力:
放入小球后,容器对桌面的压力$ F_{压}=G_{容}+G_{液原}+G_{球}-G_{排} $,由阿基米德原理知$ G_{排}=F_{浮}=G_{球} $,因此$ F_{压}=G_{容}+G_{液原} $。
小球在甲中漂浮,$ \rho_{球}<\rho_{1} $;在乙中悬浮,$ \rho_{球}=\rho_{2} $,故$ \rho_{1}>\rho_{2} $。
溢水杯相同且盛满液体,液体体积$ V $相同,由$ G=mg=\rho Vg $可知$ G_{液甲}>G_{液乙} $,则$ F_{压甲}=G_{容}+G_{液甲}>F_{压乙}=G_{容}+G_{液乙} $。
容器底面积$ S $相同,根据$ p=\frac{F}{S} $,可得$ p_{1}>p_{2} $。
【答案】
(1) 不变 (2) < (3) = >
【知识点】
液体压强计算、阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题综合考查液体压强、阿基米德原理和物体浮沉条件的应用,需准确分析不同状态下浮力、重力的关系,以及容器对桌面压力的变化,理清各物理量间的逻辑关系是解题关键。
【难度系数】
0.6