Question

（1）甲、乙是两个体积相同而材料不同的实心球，它们静止在某种液体中的情况如图5所示．那么两球所受浮力F_{甲______}F_乙，两球的密度ρ_{甲______}ρ_乙．（选填“＞”、“＜”或“=”）
（2）科学实验表明，通常情况下人体的温度高于周围环境的温度，所以人体始终向外散热．人体每小时释放的热量可以将相当于自身质量的水的温度升高约2℃．则一个质量为60kg的学生每小时向外释放的热量是______J；人体每秒钟向外散发的热量叫散热功率，该学生的散热功率是______W．[已知水的比热容为4.2×10³J/（kg?℃）]．

Answer 1

解：由图可知，V_甲排＞V_乙排，
∵F_浮=ρ_液v_排g，而甲、乙两个实心球静止在同种液体中，
∴两球受到浮力的大小关系为：F_甲＞F_乙；
又∵两球都静止，
∴F_甲=G_甲=ρ_甲v_甲g，F_乙=G_乙=ρ_乙v_乙g，
则ρ_甲v_甲g＞ρ_乙v_乙g，
又∵v_甲=v_乙，
∴ρ_甲＞ρ_乙．
（2）∵m=60kg，c=4.2×10³J/（kg?℃），△t=2℃，
∴水吸收的热量为：Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×60kg×2℃=5.04×10⁵J，
而t=1h=3600s，
∴学生的散热功率为：P===140W．
故答案为：（1）＞，＞．
（2）5.04×10⁵，140．
分析：（1）已知甲乙两个小球体积相同，都放在同一液体中，根据阿基米德原理可知所受浮力看排开液体的体积，排开体积大的所受浮力大；因为两球静止，受到的浮力都等于自重，而G=ρvg，据此判断两小球的密度关系．
（2）知道水的比热容和水的温度变化，利用吸热公式Q_吸=cm△t计算出60kg水温度升高2℃吸收的热量，即一个质量为60kg的学生每小时向外释放的热量，又知道散热时间，再利用功率公式P=计算出学生的散热功率．
点评：（1）本题关键有二，一是漂浮、悬浮条件的使用，二是利用阿基米德原理时要同时考虑影响浮力的两个因素（液体的密度和排开液体的体积）．
（2）本题考查了学生对吸热公式、功率公式的掌握和运用，计算有关自己的散热及散热功率，学生感兴趣！