Question

5．密度為0.6×10³千克/米³，體積為0.5米³的木塊浸沒在水中時受到的浮力是5×10³牛頓，浮在水面上受到的浮力是3×10³牛頓．潛水艇是靠改變自身的重力實現上升或下潛的．（g=10牛/千克）

Answer 1

分析 （1）木塊浸沒時排開水的體積和本身的體積相等，根據F_浮=ρgV_排求出木塊受到的浮力；
（2）知道木塊的密度和體積，根據密度公式和重力公式求出木塊受到的重力，因木塊的密度小于水的密度，所以當木塊浮在水面上時處于漂浮狀態，根據漂浮的條件求出木塊受到的浮力；
（3）當潛水艇完全浸沒入水中時，其整體體積與排開水的體積相同，因此浮力就不可能改變．根據浮沉條件，只有改變浮力與重力的關系，才會實現上浮和下沉，因此，只能靠調節自身的重力了．

解答 解：（1）木塊浸沒在水中時，排開水的體積：V_排=V=0.5m³，
木塊浸沒時受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×0.5m³=5×10³N；
（2）根據ρ=$\frac{m}{V}$和G=mg可得，木塊受到的重力：
G=mg=ρVg=0.6×10³kg/m³×0.5m³×10N/kg=3×10³N，
由于木塊的密度0.6×10³kg/m³小于水的密度1.0×10³kg/m³，
所以木塊靜止時處于漂浮狀態，則此時木塊受到的浮力：F_浮′=G=3×10³N．
（3）潛水艇靠自身水艙的吸水和排水，來改變自身的重力，從而改變重力與浮力的大小關系，實現上浮和下沉；
故答案為：5×10³；3×10³；自身的重力．

點評 本題考查了浮力的計算，涉及到阿基米德原理、密度公式和重力公式以及浮沉條件的應用，關鍵是知道物體浸沒時排開液體的體積和本身的體積相等，計算過程要注意單位的換算．