Question

潜水艇是靠    来实现上浮和下沉的．某外型确定的潜水艇从长江潜行（在水面下航行）到南海某地执行任务，若它悬浮在江水中所受的浮力为F₁，悬浮在海水中所受的浮力为F₂，则F₁    F₂．（选填“大于”、“等于”或“小于”，已知海水的密度大于江水的密度）．

Answer 1

【答案】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）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．
解答：解：（1）在水中，潜水艇受到水的浮力和重力的作用，
∵F_浮=ρ_水v_排g，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）因为潜水艇潜行（在水面下航行），所以v_排不变，根据阿基米德原理F_浮=ρ_液gv_排可知，从江水到海水，液体的密度变大，所以浮力变大；即F₁＜F₂；
故答案为：改变自身重力；小于．
点评：本题考查了学生对阿基米德原理和物体浮沉条件的掌握和运用，潜水艇是物体的浮沉条件的典型应用，应理解它们原理的，明确它悬浮在水中排开液体的体积不变是解答此题的关键．