我国自主研制的载人深潜器下潜深度已突破 10000m ,在载人深潜领域达到世界领先水平。(取 ρ 海水 =1.03×10 3 kg/m 3 , ρ 水 =1.0×10 3 kg/m 3 , g =10N/kg )
( 1 )潜水艇活动的海水深度一般为 300m 至 600m 。它可以通过水舱排水或充水来改变 ___________ ,从而实现浮沉;
( 2 )深潜器可进入更深的水域,在 10000m 的深处,海水产生的压强为 ___________Pa 。由于深海海水压强太大,深潜器实现浮沉的方法与潜水艇有所不同;
( 3 )小明阅读资料后,利用图的装置模拟深潜器在水中的运动过程。物体甲、乙由一条细线连接且在水中处于静止状态,已知乙的质量为 0.2kg ,体积为 25cm 3 ,则乙所受浮力的大小为 ___________N ,乙受到细线的拉力为 ___________N 。若剪断细线,甲将 ___________ (选填 “ 上浮 ” 、 “ 悬浮 ” 或 “ 下沉 ” ),此时甲所受浮力 ___________ (填字母)。
A .增大,且大于重力 B .不变,且等于重力
C .不变,且大于重力 D .减小,且小于重力
自身重力 1.03×10 8 0.25 1.75 上浮 C
【详解】( 1 ) [1] 由于潜水艇排开水的体积不变,所受浮力不变,当它向水舱充水或向外排水时,改变了自身的重力,从而实现上浮或下沉。
( 2 ) [2] 深潜器在 10000m 深处受到海水的压强
p = ρ 海水 gh =1.03×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×10000m=1.03×10 8 Pa
( 3 ) [3] 由图可知,乙在水中浸没且处于静止状态,则乙所受浮力
F 浮乙 = ρ 水 gV 排 = ρ 水 gV 乙 =1.0×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×25×10 -6 m 3 =0.25N
[4] 物体乙的重力
G 乙 = m 乙 g =0.2kg×10N/kg=2N
物体乙受到竖直向下的重力、竖直向上的细线的拉力和浮力的作用而静止,则物体乙受到细线的拉力
F 细线 = G 乙 - F 浮乙 =2N-0.25N=1.75N
[5][6] 物体甲在水中浸没且静止,受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和细线的拉力而处于平衡状态,则
F 浮甲 = G 甲 + F 细线
若剪断细线,细线对物体甲的拉力消失,物体甲排开水的体积不变,即物体甲所受浮力不变,物体甲的重力也不变,则物体甲所受浮力大于物体甲的重力,物体甲将上浮。故 ABD 不符合题意, C 符合题意。
故选 C 。