Question

18．潜水艇能在水中上浮和下潜，也可以在水下航行，它是用改变自身重力的方法来控制浮沉的．如图所示，当用压缩气体把水舱中的水排出一部分时，潜水艇将上浮（选填“上浮”或“下沉”），在未露出水面之前，潜水艇所受的浮力将不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

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．
（2）由物体的浮沉条件可知当排出一部分水时潜水艇的运动状态；由浮力公式可知浮力的变化．

解答 解：（1）在水中，潜水艇受到水的浮力和重力的作用，
由F_浮=ρ_水V_排g可知，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．
（2）当将水舱内的水排出一部分后，潜水艇的重力减小，故重力小于浮力，潜水艇将上浮；
在未露出水出之前，由于排开水的体积不变，故潜水艇所受到的浮力不变．
故答案为：自身重力；上浮；不变．

点评 此题考查物体的浮沉条件及其应用，潜水艇为物体的浮沉条件中最典型的应用，应明白其工作原理．