Question

2．某科考小组在专业潜水员的指导下，到温州珊溪水库调查水下植物的种类、数量及分布情况．潜水员身穿一件叫BCD（浮力调节装置）的衣服，通过改变衣内空气的体积来改变浮力，他们携带的潜水气瓶的体积为8×10^-3米³，潜水瓶总质量为9千克．（ρ_水=1.0×10³千克/米³，g取10牛/千克）
（1）潜水员把潜水气瓶浸没在水下时，潜水气瓶受到的浮力是多少牛？
（2）本题第（1）小题中，若潜水员放开潜水气瓶后，潜水气瓶的沉浮状况是如何？（通过计算说明）
（3）当潜水员想上浮时，可将穿在身上的BCD衣服上的充排气阀充气（填“充气”或“排气”）来达到上浮的目的．

Answer 1

分析 （1）根据F_浮=ρ_水gV_排求出浸没在水下时潜水气瓶受到的浮力；
（2）知道质量，根据G=mg求出潜水气瓶的重力，比较浮力与重力的大小即可判断浮沉状况；
（3）根据题意通过改变衣内空气的体积来改变浮力来分析解答即可．

解答 解：（1）潜水气瓶浸没在水中受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排
=1.0×10³kg/m³×10N/kg×8×10^-3m³
=80N．
（2）潜水瓶总质量m=9kg，
则潜水瓶总重力G=mg=9kg×10N/kg=90N，
因为F_浮＜G，所以潜水员放开潜水气瓶后，潜水气瓶将下沉．
（3）当潜水员想上浮时，可将穿在身上的BCD衣服上的充排气阀充气，通过增大衣内空气的体积来增大浮力，
当潜水员所受的浮力到大于重力时，潜水员即可上浮．
答：（1）潜水员把潜水气瓶浸没在水下时，潜水气瓶受到的浮力是80N；
（2）潜水员放开潜水气瓶后，潜水气瓶将下沉；
（3）当潜水员想上浮时，可将穿在身上的BCD衣服上的充排气阀充气来达到上浮的目的．

点评 本题主要考查了浮力的计算、物体的浮沉条件等知识，关键是知道物体沉浮的条件以及物体完全浸没时排开液体的体积和自身的体积相等．