Question

5．密度为0.6×10³千克/米³，体积为0.5米³的木块浸没在水中时受到的浮力是5×10³牛顿，浮在水面上受到的浮力是3×10³牛顿．潜水艇是靠改变自身的重力实现上升或下潜的．（g=10牛/千克）

Answer 1

分析 （1）木块浸没时排开水的体积和本身的体积相等，根据F_浮=ρgV_排求出木块受到的浮力；
（2）知道木块的密度和体积，根据密度公式和重力公式求出木块受到的重力，因木块的密度小于水的密度，所以当木块浮在水面上时处于漂浮状态，根据漂浮的条件求出木块受到的浮力；
（3）当潜水艇完全浸没入水中时，其整体体积与排开水的体积相同，因此浮力就不可能改变．根据浮沉条件，只有改变浮力与重力的关系，才会实现上浮和下沉，因此，只能靠调节自身的重力了．

解答 解：（1）木块浸没在水中时，排开水的体积：V_排=V=0.5m³，
木块浸没时受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×0.5m³=5×10³N；
（2）根据ρ=$\frac{m}{V}$和G=mg可得，木块受到的重力：
G=mg=ρVg=0.6×10³kg/m³×0.5m³×10N/kg=3×10³N，
由于木块的密度0.6×10³kg/m³小于水的密度1.0×10³kg/m³，
所以木块静止时处于漂浮状态，则此时木块受到的浮力：F_浮′=G=3×10³N．
（3）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；
故答案为：5×10³；3×10³；自身的重力．

点评 本题考查了浮力的计算，涉及到阿基米德原理、密度公式和重力公式以及浮沉条件的应用，关键是知道物体浸没时排开液体的体积和本身的体积相等，计算过程要注意单位的换算．