Question

20． 关于压强和浮力．
（1）潜水艇是通过改变自身的重力实现浮沉的：某潜水艇从长江潜行（处于悬浮状态）到东海执行任务，所受的浮力变大（选填“变大”、“变小”或“不变”），潜艇的水舱中的水量应适当增加（选填“增加”、“减小”或“不变”）；
（2）取一只空牙膏袋，一次将它挤瘪，另一次将它撑开，两次都拧紧盖后放入同一杯水中，如图所示，两次排开水的体积V_甲和V_乙的大小关系是V_甲＜V_乙；两次所受的浮力F_甲和F_乙的大小关系是F_甲＜F_乙；两次杯底受到水的压强p_甲和p_乙的大小关系是p_甲＜p_乙．

Answer 1

分析 （1）潜水艇浸没在水中，潜水艇的体积不变（排开水的体积不变），受到的浮力不变；通过让海水进、出压力舱改变潜水艇受到的重力，根据物体的浮沉条件分析是怎么上浮或下沉的．
因为潜水艇潜行（在水面下航行），所以排开液体的体积相等，根据阿基米德原理可知，从江水到海水，液体的密度变大，所以浮力变大；又因为潜水艇是悬浮在水中，所以浮力等于重力，据此分析潜艇的水舱中的水量变化；
（2）根据浮力与重力的关系判断出浮力的大小，然后根据浮力公式判断出V排的大小；
根据V_排的大小，判断出水的深度关系，从而根据液体压强公式判断出压强的大小关系．

解答 解：（1）潜水艇靠自身水舱的吸水和排水，来改变自身的重力，从而改变重力与浮力的大小关系，实现上浮和下沉的，
悬浮在水中的潜水艇从长江潜行到东海，由于始终完全浸没，所以排开液体的体积不变（等于潜艇的体积），液体的密度变大，V_排不变，根据F_浮=ρ_液gV_排可知，浮力变大；
潜艇受到的浮力变大，由于潜艇的通过改变仓内水的重力，使其总重力与浮力相等，才能够悬浮在东海中，所以潜艇仓内的水量应适当增加；
（2）甲沉底，则F_甲＜G；乙漂浮，则F_乙=G，所以F_甲＜F_乙；
由F_浮=ρ_水gV_排可得，两种情况下排开水的体积关系为V_甲＜V_乙；
杯子底面积一定，由以上分析可知，V_甲＜V_乙，所以h_甲＜h_乙，由p=ρ_水gh得，p_甲＜p_乙．
故答案为：（1）自身的重力；变大；增加；（2）＜；＜；＜．

点评 本题通过一个简单的现象，考查了质量、浮力、物体浮沉条件、压强的有关知识应用，关键能够判断出两种情况下浮力的大小关系．很多生活现象都应用了物理学规律，该题就是通过实际应用来考查学生对物理知识应用实际的能力．