2.某同學制作了如圖所示的潛水艇模型,其中試管中一側繞有鐵絲,以保持試管穩(wěn)定.試管內有一定體積的水.
(1)若向左推注射器活塞,則潛水艇模型可以實現(xiàn)上。ㄌ钌细鲁粒
(2)將水全部排空后潛艇總質量為20克,浸沒在水中時排開水的體積為30cm3,潛艇如果要實現(xiàn)下沉至水面以下,試管中至少需要進入水10克.

分析 (1)潛水艇原理:在同種液體里,排開液體體積不變,則浮力大小不變,而潛水艇的浮沉是通過改變潛水艇的自身重力來實現(xiàn)的,潛水艇的自重是通過充水和排水來完成的.
(2)潛艇如果要實現(xiàn)下沉至水面以下,則其自身的重力要大于等于其所受的浮力才行.根據(jù)阿基米德原理求出其排水的質量,可進一步求出需要進入水的質量.

解答 解:(1)當模型處于如圖所示的懸浮狀態(tài)時,當他向左推動活塞時,即試管中的氣體增加,試管中的水會減小,而模型自身重力減小,此時排開水的體積不變,即浮力不變,但重力減小,所以重力小于浮力,則模型會上浮.
(2)潛艇如果要實現(xiàn)下沉至水面以下,則應使其自身的重力大于等于所受的浮力,即其排水的質量與自身的總質量至少要相等.
潛艇排水的質量:m=ρV=1g/cm3×30cm3=30g,
試管中至少需要進入水的質量:m=m-m試管=30g-20g=10g.
故答案為:(1)上;(2)10.

點評 了解潛水艇模型的原理,能根據(jù)阿基米德原理和浮沉條件對其所受力的情況進行分析和計算,是解答的關鍵.

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物質比熱容c/[J/(kg•℃)]
0.88×103
0.46×103
0.39×103
0.13×103
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