答案:
1、(1)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身重力来实现的;
(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,上浮或下潜时,排开水的体积不变,∴潜水艇受到水的浮力不变;
(3)浸没在水中的潜水艇当它逐渐下潜时,深度h变大,排开水的体积不变,∵p=ρgh,∴潜水艇受到水的压强变大;
故答案为:自身重力;不变;变大.
2、C.小于8g
试题分析:将铁球放入盛满盐水和水的杯子中时,都是浸没,则溢出的盐水、水体积与铁球的体积相等,则利用m=ρV即可求出溢出水的质量.
3、小 下降
试题分析:物体的浮沉可以通过改变物体重力,也可以改变物体受到的浮力。碗在不同的浮沉时,重力大小不变,但浮力与重力的关系不同。漂浮在水面上的碗,浮力等于重力;沉入水槽底部的碗受到的浮力小于重力。所以沉入水底的碗受到的浮力小于浮于水面的碗受到的浮力。根据阿基米德原理,浮力大小等于排开液体所受到的重力,所以沉于水底的碗浮力小,排开水的体积较小,所以水面将下降。
扩展知识:
一、浮力
浮力指物体在流体(包括液体和气体)中,各表面受流体(液体和气体)压力的差(合力)。公元前245年,阿基米德发现了浮力原理。浮力的定义式为F浮=G排(即物体浮力等于物体下沉时排开液体的重力),计算可用它推导出公式F浮=ρ液gV排(ρ液:液体密度,单位千克/立方米;g:重力与质量的比值g=9.8N/kg在粗略计算时,g可以取10N/kg,单位牛顿;V排:排开液体的体积,单位立方米)。液体的浮力也适用于气体。
二、浮力应用
1.盐水选种我国农民常采用盐水浸泡法来选种,如图,这种方法是把种子放入浓度适宜的盐水中,干瘪、虫蛀的种子密度小于盐水的密度会上浮至液面,而饱满的种子则因为密度大于盐水的密度因此它们会沉在底部。
2.轮船用密度大于水的材料制成能够浮在水面的物体,必须使它能够排开更多的水。根据这个原理,人们制造了轮船,轮船是用密度大于水的钢铁制成的,把它做成空心的,使它的平均密度小于水的密度时,它就会漂浮在水面上,这时船受到的浮力等于自身的重力,所以能浮在水面上。只要船的重力不变,无论船在海里还是河里,它受到的浮力不变。根据阿基米德原理如: G排=ρ液gV排。它在海里和河里浸入水中的体积不同。轮船的大小通常用排水量来表示,排水量就是轮船按设计的要求装满货物即满载时排开水的质量。
三、物体是怎样浮上来的
沉没在水底的物体,当它的重量小于排出的液重时,物体就会浮上来。物体浮上来,自然是因为受到了浮力,但浮力是怎样作用于物体而使它上浮的呢?压力差认为 :物体四侧受到的压力平衡而相互抵消,只有底面受到向上的压力,上浮的动能理应由此获得。但我们要注意,这个向上的压力是由水的压强产生,而在同一水面,水向各个方向产生的压强相等。向上的压力如同支持力一样只对物体起支撑作用。并不能对物体作功而促使物体上浮。既然物体底面的压力不能产生物体上浮的动能,那浮力是怎样作用于物体而让它上浮的呢?
解答:物体上浮时,下方压力做正功,使动能增加,上方压力做负功,使动能减少,而且因为下方的压力大于上方的压力,所以正功大于负功,所以物体总动能增加。 不规则物体的浮力[3] 不规则物体即使其底面与容器底部完全接触,其不规则部分仍要受到相应的浮力(大小由阿基米德定律计算)