Question

15．如图是潜水艇在水中自由地上浮和下沉的照片，针对潜水艇涉及的物理知识，回答下列问题．

（1）问题：潜水艇的潜望镜是通过什么原理制成的？
回答：潜望镜是用两个相互平行的平面镜利用平面镜成像制成的．
（2）请从力学的角度出发提出一个问题并回答．
问题：潜水艇在水中自由地上浮和下沉的原理是什么
回答：潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的．

Answer 1

分析 （1）平面镜的作用：一是成像，二是改变光的传播路线．
（2）潜水艇浸没在水中，潜水艇的体积不变（排开水的体积不变），受浮力不变；通过让海水进、出压力舱改变潜水艇受到的重力，然后再根据物体的浮沉条件分析是怎么上浮或下沉的．

解答 解：（1）潜望镜是用两个相互平行的平面镜利用平面镜成像制成的，潜入水下的人就可以看见水上的物体．
（2）问题：潜水艇在水中自由地上浮和下沉的原理是什么：
回答：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，排开水的体积不变，
∴潜水艇受到水的浮力不变；
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．
故答案为：（1）潜望镜是用两个相互平行的平面镜利用平面镜成像制成的；
（2）问题：潜水艇在水中自由地上浮和下沉的原理是什么：
回答：潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的．

点评 本题考查了学生对阿基米德原理和物体浮沉条件的掌握和运用，潜水艇是物体的浮沉条件的典型应用，应理解它们原理的．