Question

（1）一只苹果的质量为140g，体积为1.8×10^-4 m³，用手将其浸没在水中时，苹果受到的浮力为    ，（g取10N/kg），松手后苹果将    （填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）．
（2）潜水艇能够上浮和下沉是通过    来实现的．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道苹果的质量，利用公式G=mg计算苹果受到的重力；
（2）当苹果浸没在水中时，此时排开水的体积就等于苹果的体积，利用阿基米德原理计算此时苹果受到的浮力；
再与重力进行比较，重力大于浮力就下沉，重力等于浮力就悬浮，重力大于浮力就上浮；
（3）潜水艇浸没在水中，潜水艇的体积不变（排开水的体积不变），受浮力不变；通过让海水进、出压力舱改变潜水艇受到的重力，根据物体的浮沉条件分析是怎么上浮或下沉的．
解答：解：（1）m=140g=0.14kg，
苹果受到的重力：
G=mg=0.14kg×10N/kg=1.4N；
当苹果浸没在水中时，排开水的体积就等于苹果的体积，
即V_排=V_物=1.8×10^-4 m³，
∴此时苹果受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1000kg/m³×10N/kg×1.8×10^-4 m³=1.8N；
∵G＜F_浮，
∴松手后苹果会上浮；
故答案为：1.8N；上浮．
（2）在水中，潜水艇受到水的浮力和重力的作用，
∵F_浮=ρ_水v_排g，潜水艇的体积不变，排开水的体积不变，
∴潜水艇受到水的浮力不变；
把压缩空气压入潜水艇的压力舱，将海水排出，潜水艇自重G减小，当F_浮＞G时，潜水艇上浮；
打开压力舱的阀门，让海水进入压力舱内，潜水艇自重G增大，当F_浮＜G时，潜水艇下沉；
当F_浮=G时，潜水艇悬浮，可以停留在任何深度；
由此可见，潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自重来实现的．
故答案为：改变自重．
点评：（1）本题考查了浮力和重力的计算、物体的浮沉条件，关键是对公式及公式变形的理解和应用，利用好隐含条件物体浸没水中时v_排=v．
（2）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运用，知道潜水艇自身体积不变（排开水的体积不变、受浮力不变）是本题的关键．