Question

15．如图所示是一个带“救生圈”的钥匙链．这个钥匙链遇水会弹出一个安全气囊，增大浮力防止钥匙链下沉．另外，水还会触发这个钥匙链的LED灯，使它发出明亮的光，即使是在晚上，也很容易找到．
（1）此钥匙链遇水后LED灯发光．说明水具有导电性（填物理性质）
（2）有人说，当弹出安全气囊的钥匙链（串有钥匙）漂浮在水中时．钥匙受到水的浮力和重力是一对平衡力．请判断这种说法是否正确并说明理由：这种说法不正确．因为钥匙受到安全气囊的拉力、水的浮力、重力三个力的作用，处于静止状态，重力与浮力、拉力相平衡，所以钥匙受到水的浮力和重力不是一对平衡力
（3）若该钥匙链所挂重物为1kg时．气囊刚好完全浸没在水中（不计气囊重力，忽略钥匙链和钥匙自身重力和体积），则气囊的体积为多少？以下是小龙同学的解答过程：
解：F_浮=G=mg=1kg×10N/kg
V_气囊=V_排=F_浮/ρ_水g=10N/（1×10³kg/m³×10N/kg）=0.001m³=1L
答：气囊的体积为1L．小龙的解答过程是错误（选填“正确”或“错误”）的，原因是没有说明F_浮=G、V=V_排的条件，浮力解答不完整；没有说明g=10N/kg的情况下g取9.8N/kg．

Answer 1

分析 （1）生活用的水容易导电，属于导体；
（2）对钥匙进行受力分析，确定钥匙受到的两个力是否是平衡力；
（3）先根据G=mg求出物体的重力，然后根据气囊刚好完全浸没，即悬浮时浮力与重力的关系，再利用阿基米德原理求出气囊中产生气体的体积．

解答 解：
（1）因为水有导电性，因此此钥匙链遇水后LED灯发光；
（2）当弹出安全气囊的钥匙链（串有钥匙）漂浮在水中时．钥匙受到安全气囊的拉力、水的浮力、重力三个力的作用，处于静止状态，所以重力与浮力、拉力相平衡，所以钥匙受到水的浮力和重力不是一对平衡力；
（3）重物的重力：G=mg=1kg×9.8N/kg=9.8N；
当气囊刚好完全浸没时，浮力等于重力，即F_浮=G=9.8N；
由F_浮=ρgV_排可得气囊的体积：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{9.8N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×9.8N/kg}$=10^-3m³=1dm³=1L．
通过比较看出，小龙的解答过程是错误的，没有说明F_浮=G、V=V_排的条件，浮力解答不完整；没有说明g=10N/kg的情况下g取9.8N/kg．
答：（1）导电性；（2）这种说法不正确．因为钥匙受到安全气囊的拉力、水的浮力、重力三个力的作用，处于静止状态，重力与浮力、拉力相平衡，所以钥匙受到水的浮力和重力不是一对平衡力；（3）错误；没有说明F_浮=G、V=V_排的条件，浮力解答不完整；没有说明g=10N/kg的情况下g取9.8N/kg．

点评 本题考查水的物理性质以及阿基米德原理、物体漂浮条件的应用，关键知道气囊刚好完全浸没时，浮力等于重力．