Question

在探究浮力的實(shí)驗(yàn)中，王波同學(xué)將一塊質(zhì)量為78g的鐵塊懸掛在彈簧秤的掛鉤上：
（1）當(dāng)她手提彈簧秤將該鐵塊緩慢放入水中的過程中，發(fā)現(xiàn)彈簧秤的讀數(shù)逐漸________；當(dāng)鐵塊完全浸入水中后，改變它在水中的深度，彈簧秤的讀數(shù)________．（填“變大”、“變小”或“不變”）
（2）當(dāng)鐵塊完全浸入水中后，彈簧秤的讀數(shù)應(yīng)該是________N．（鐵的密度是7.8×10³Kg/m³，g=10N/Kg）
（3）某潛水艇在上浮過程中運(yùn)動(dòng)越來越快．在某位置，潛水艇受到的重力大小是G．浮力大小是F，則潛水艇所受重力和浮力的合力大小是________（請(qǐng)用G和F表示）．上浮過程中，潛水艇底部所受水的壓強(qiáng)變化情況是________．

Answer 1

解：（1）由F_浮=ρ_水gv_排可知，當(dāng)將鐵塊緩慢放入水中的過程中，排開水的體積增大，鐵塊受到的浮力變大，因?yàn)镕_浮=G-F_示，所以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變小；當(dāng)鐵塊完全浸入水中后，排開水的體積不變、浮力不變，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不再變化；
（2）當(dāng)鋁塊完全浸入水中后，鐵塊排開水的體積：v_排=v_鐵===10cm³=10×10^-6m³，
鐵塊所受的浮力：F_浮=ρ_水gv_排=1×10³kg/m³×10N/kg×10×10^-6m³=0.1N；
鐵塊重：G=mg=78×10^-3kg×10N/kg=0.78N，
彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)：F_示=G-F_浮=0.78N-0.1N=0.68N．
（3）潛水艇在水中受到到兩個(gè)力，豎直向下的重力和豎直向上的浮力，由于潛水艇是加速上浮，所以浮力大于重力，合力為F-G；
上浮過程中，潛水艇所處深度越來越淺，壓強(qiáng)也越來越�。�
故答案為（1）變小，不變；（2）0.68；（3）F-G；越來越�。�
分析：（1）當(dāng)鐵塊慢慢放入水中，排開水的體積逐漸變大，根據(jù)阿基米德原理知道鐵塊受到的浮力變大；此時(shí)金屬球受到的浮力等于鐵塊重減去彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)（F_浮=G-F_示），由此可知彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)變��；當(dāng)金屬球全部浸沒在水中后，排開水的體積逐漸不變，受到的浮力不變；
（2）利用公式v=求解出鐵塊的體積，當(dāng)鐵塊全部浸沒在水中時(shí)，利用阿基米德原理求出鐵塊受到的浮力，再根據(jù)F_浮=G-F_示求彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．
（3）當(dāng)物體所受合力不為零時(shí)，合力方向與較大的力方向相同，如果合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，則物體做加速運(yùn)動(dòng)；如果合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，則物體做減速運(yùn)動(dòng)．
液體壓強(qiáng)隨著深度的增加而增大，隨深度的減小而減�。�
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)密度公式、重力公式、阿基米德原理、二力合成以及液體壓強(qiáng)的掌握和運(yùn)用，利用好稱重法測(cè)浮力（F_浮=G-F_示）是本題的關(guān)鍵．