Question

（1）一只蘋果的質量為140g，體積為1.8×10^-4 m³，用手將其浸沒在水中時，蘋果受到的浮力為    ，（g取10N/kg），松手后蘋果將    （填“上浮”、“下沉”或“懸浮”）．
（2）潛水艇能夠上浮和下沉是通過    來實現的．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道蘋果的質量，利用公式G=mg計算蘋果受到的重力；
（2）當蘋果浸沒在水中時，此時排開水的體積就等于蘋果的體積，利用阿基米德原理計算此時蘋果受到的浮力；
再與重力進行比較，重力大于浮力就下沉，重力等于浮力就懸浮，重力大于浮力就上浮；
（3）潛水艇浸沒在水中，潛水艇的體積不變（排開水的體積不變），受浮力不變；通過讓海水進、出壓力艙改變潛水艇受到的重力，根據物體的浮沉條件分析是怎么上浮或下沉的．
解答：解：（1）m=140g=0.14kg，
蘋果受到的重力：
G=mg=0.14kg×10N/kg=1.4N；
當蘋果浸沒在水中時，排開水的體積就等于蘋果的體積，
即V_排=V_物=1.8×10^-4 m³，
∴此時蘋果受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1000kg/m³×10N/kg×1.8×10^-4 m³=1.8N；
∵G＜F_浮，
∴松手后蘋果會上浮；
故答案為：1.8N；上浮．
（2）在水中，潛水艇受到水的浮力和重力的作用，
∵F_浮=ρ_水v_排g，潛水艇的體積不變，排開水的體積不變，
∴潛水艇受到水的浮力不變；
把壓縮空氣壓入潛水艇的壓力艙，將海水排出，潛水艇自重G減小，當F_浮＞G時，潛水艇上浮；
打開壓力艙的閥門，讓海水進入壓力艙內，潛水艇自重G增大，當F_浮＜G時，潛水艇下沉；
當F_浮=G時，潛水艇懸浮，可以停留在任何深度；
由此可見，潛水艇能夠上浮和下沉是通過改變自重來實現的．
故答案為：改變自重．
點評：（1）本題考查了浮力和重力的計算、物體的浮沉條件，關鍵是對公式及公式變形的理解和應用，利用好隱含條件物體浸沒水中時v_排=v．
（2）本題考查了學生對阿基米德原理和物體浮沉條件的掌握和運用，知道潛水艇自身體積不變（排開水的體積不變、受浮力不變）是本題的關鍵．