Question

媛媛和海紅同學(xué)想知道中國(guó)“遠(yuǎn)征號(hào)”潛水艇在南海中執(zhí)行任務(wù)是如何實(shí)現(xiàn)浮沉的？她們準(zhǔn)備了一個(gè)小塑料空藥瓶、干抹布、彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯等器材，模擬潛水艇浮沉，做了“探究物體浮沉條件”的實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)你在下面橫線上填人相應(yīng)正確的內(nèi)容．
（1）她們首先探究物體下沉的條件，并按如圖（a）、（b）測(cè)量了一些量，過程如下：
A．將部分螺母放人塑料瓶中，旋緊瓶蓋，浸沒水中松手后，觀察到小瓶下沉；
B．撈出小瓶，用抹布擦干小瓶；
C．將小瓶掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，讀出其重力為______N；
D．將小瓶浸沒水中，如圖b所示，則小瓶受到的浮力為______N；
E．分析比較數(shù)據(jù)得出物體下沉的條件為：______．
（2）她們接著探究物體上浮的條件，過程如下：
A．撈出小瓶，用抹布擦干小瓶，______，旋緊瓶蓋；
B．用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出此時(shí)小瓶的重力；
C．將小瓶浸沒水中松手后，觀察到小瓶上浮，在小瓶露出水面前，它受到的浮力______上面（1）A步驟中小瓶下沉?xí)r的浮力（填“大于”、“小于”或“等于”），判斷的依據(jù)是：______；
D．分析比較數(shù)據(jù)得出物體上浮的條件為：______．
（3）做完實(shí)驗(yàn)，她們將圖（c）潛水艇結(jié)構(gòu)模型與實(shí)驗(yàn)所用的小藥瓶進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)潛水艇與小藥瓶實(shí)現(xiàn)浮沉有共同之處．潛水艇的原理是靠改變______而實(shí)現(xiàn)浮沉的．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)圖示彈簧測(cè)力計(jì)確定彈簧測(cè)力計(jì)的分度值，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；小瓶所受重力與小瓶浸沒在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)之差等于小瓶受到的浮力；分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以知道物體下沉的條件．
（2）根據(jù)阿基米德原理，小塑料瓶受到的浮力等于塑料瓶排開水的重力，由密度公式的變形公式及G=mg求出塑料瓶受到的浮力；根據(jù)塑料瓶受到的浮力與重力的關(guān)系可以得出物體上浮的條件．
（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），受到的浮力不變；通過讓海水進(jìn)、出壓力艙改變潛水艇受到的重力，根據(jù)物體的浮沉條件分析是怎么上浮或下沉的．
解答：解：（1）C、由圖（a）可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.2N，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是2.4N，塑料瓶重力G=2.4N；
D、由圖（b）可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.2N，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是1.8N，塑料瓶所受到的浮力為F_浮=2.4N-1.8N=0.6N；
E、由實(shí)驗(yàn)步驟可知，F(xiàn)_浮＜G，此時(shí)所料瓶下沉，因此物體下沉的條件是F_浮＜G．
（2）A．撈出小瓶，用抹布擦干小瓶，取出螺母，旋緊瓶蓋；
C、根據(jù)阿基米德原理可求得塑料瓶受到的浮力等于塑料瓶排開水的重力，
根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排，其中ρ_液和V_排未變，所以F_浮不變，即F_浮=m_水g=ρ_水V_排g=ρ_水（V₂-V₁）g=ρ_水g（V₂-V₁）．
D、由實(shí)驗(yàn)步驟可知，F(xiàn)_浮＞G，此時(shí)所料瓶上浮，因此物體上浮的條件是F_浮＞G．
（3）潛水艇靠向水艙內(nèi)充水和排水，來改變潛水艇的重力；而潛水艇由于排開液體體積不變，所受浮力不變；所以通過改變自身重力來改變潛水艇的浮沉．
故答案為：（1）2.4；0.6；浮力小于重力．   
（2）取出螺母；等于；根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排，其中ρ_液和V_排未變，所以F_浮不變；浮力大于重力．
（3）自身的重力．
點(diǎn)評(píng)：本題考查探究物體的浮沉條件的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)原理、彈簧秤的讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)等；本題主要考查學(xué)生對(duì)控制變量法的掌握，控制變量法是初中物理實(shí)驗(yàn)探究中經(jīng)常采用的方法，一定要會(huì)運(yùn)用這種方法研究問題．