Question

小明同学想知道中国“远征号”潜水艇在南海中执行任务是如何实现浮沉的？他自制了一个浮沉子，模拟潜水艇浮沉．如图1所示，将小药瓶打孔，瓶内放一小段铁丝，灌上水盖紧，将广口瓶注入水，一只手拿瓶，另一只手用带有弯钩的滴管，向小药瓶一点点注入空气，并反复实验小瓶下沉的情况，直到小瓶上方的空气量恰能使小瓶在水中缓慢上浮为止，用橡皮膜密封广口瓶的瓶口，用手压薄膜，小瓶自动下沉，便算成功．观察实验现象：浮沉子的浮沉．
（1）用手压薄膜，膜和瓶内空气之间压强增大，小药瓶内______（填“充水”或“排水”），浮沉子所受浮力______（填“大于”、“小于”或“等于”）所受重力，浮沉子下沉；
（2）拿开手，薄膜恢复，膜和瓶内空气之间压强减小，浮沉子上浮；
（3）轻压薄膜到一定程度，浮沉子悬浮于水中．此时浮沉子所受浮力______（填“大于”、“小于”或“等于”）下沉时浮沉子所受的浮力；
（4）做完实验，小明将图2潜水艇结构模型与实验所用的浮沉子进行比较，发现潜水艇与浮沉子实现浮沉有共同之处，都是靠改变______而实现浮沉的．

Answer 1

解：（1）用手压薄膜，膜和瓶内空气之间压强增大，小药瓶内充水，此时浮力大于重力，则下沉；
（2）（3）浮沉子悬浮于水中，此时浮力与重力相等；
悬浮和下沉，小药瓶都是完全浸没，根据F_浮=ρ_液gV_排，受到的浮力相等；
（4）由上知，潜水艇与浮沉子都是靠改变自身的重力而实现沉浮的．
故答案为：（1）充水；小于；（3）等于；（4）自身的重力．
分析：解决此题，需要掌握物体的浮沉条件，浸没在液体中的物体，当浮力大于重力时，物体上浮，当浮力小于重力时，物体下沉，当浮力等于重力时，物体漂浮或悬浮．
掌握潜水艇的浮沉条件，根据物体的浮沉条件进行分析．
点评：此题考查了物体浮沉条件的应用，物体的浮沉是由浮力与重力的大小关系决定的，关键能利用所学的知识解释有关现象．