Question

2．取一只空牙膏袋，一次将它挤瘪，另一次将它撑开，两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中，如图所示．两次牙膏袋的质量m_甲和m_乙的大小关系是m_甲=m_乙；两次排开水的体积 V_甲和V_乙的大小关系是V_甲＜V_乙． 潜水艇的浮沉是通过自身重力来实现的．潜在海里的潜水艇要潜到河里，水舱中的水重将变小．（选填“变大”、“变小”或“不变”）

Answer 1

分析 （1）质量是物体本身的一种性质，与形状、位置、温度、状态无关；
（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；
（3）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；

解答 解：（1）牙膏袋的形状发生变化，但质量不变，所以m_甲=m_乙；
（2）甲下沉，F_甲＜G，乙漂浮，F_乙=G，所以F_甲＜F_乙；
由于F_甲＜F_乙，根据F_浮=ρ_水gV_排可得，V_甲＜V_乙；
（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，实现上浮和下沉的，
（4）潜在海里的潜水艇要潜到河里（处于悬浮状态），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），液体的密度变小，V_排不变，根据F_浮=ρ_液gV_排可知，浮力变小；
潜艇受到的浮力变小，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，才能够悬浮在河里，所以潜艇水舱中的水重应适当减小．
故答案为：=；＜；改变自身重力；变小．

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．