Question

（1）甲、乙是兩個體積相同而材料不同的實心球，它們靜止在某種液體中的情況如圖5所示．那么兩球所受浮力F_{甲______}F_乙，兩球的密度ρ_{甲______}ρ_乙．（選填“＞”、“＜”或“=”）
（2）科學實驗表明，通常情況下人體的溫度高于周圍環境的溫度，所以人體始終向外散熱．人體每小時釋放的熱量可以將相當于自身質量的水的溫度升高約2℃．則一個質量為60kg的學生每小時向外釋放的熱量是______J；人體每秒鐘向外散發的熱量叫散熱功率，該學生的散熱功率是______W．[已知水的比熱容為4.2×10³J/（kg?℃）]．

Answer 1

解：由圖可知，V_甲排＞V_乙排，
∵F_浮=ρ_液v_排g，而甲、乙兩個實心球靜止在同種液體中，
∴兩球受到浮力的大小關系為：F_甲＞F_乙；
又∵兩球都靜止，
∴F_甲=G_甲=ρ_甲v_甲g，F_乙=G_乙=ρ_乙v_乙g，
則ρ_甲v_甲g＞ρ_乙v_乙g，
又∵v_甲=v_乙，
∴ρ_甲＞ρ_乙．
（2）∵m=60kg，c=4.2×10³J/（kg?℃），△t=2℃，
∴水吸收的熱量為：Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×60kg×2℃=5.04×10⁵J，
而t=1h=3600s，
∴學生的散熱功率為：P===140W．
故答案為：（1）＞，＞．
（2）5.04×10⁵，140．
分析：（1）已知甲乙兩個小球體積相同，都放在同一液體中，根據阿基米德原理可知所受浮力看排開液體的體積，排開體積大的所受浮力大；因為兩球靜止，受到的浮力都等于自重，而G=ρvg，據此判斷兩小球的密度關系．
（2）知道水的比熱容和水的溫度變化，利用吸熱公式Q_吸=cm△t計算出60kg水溫度升高2℃吸收的熱量，即一個質量為60kg的學生每小時向外釋放的熱量，又知道散熱時間，再利用功率公式P=計算出學生的散熱功率．
點評：（1）本題關鍵有二，一是漂浮、懸浮條件的使用，二是利用阿基米德原理時要同時考慮影響浮力的兩個因素（液體的密度和排開液體的體積）．
（2）本題考查了學生對吸熱公式、功率公式的掌握和運用，計算有關自己的散熱及散熱功率，學生感興趣！