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7 “鲲龙 600”是我国自主研发的会游泳的大飞机。在“鲲龙 600”执行森林灭火的投水任务中，飞行员应在飞机到达着火地点______(选填“前”或“后”)进行投水；在______(选填“逆风”或“顺风”)时，飞机更容易起飞；加速滑行时，空气对飞机上、下表面的压力差______(选填“增大”“减小”或“不变”)；“鲲龙 600”在水下悬浮时，若注入 60 t 海水，“鲲龙 600”下潜过程中先加速后匀速，在下潜过程中，“鲲龙 600”受到海水的浮力______(选填“变大”“变小”或“不变”)，受到海水的压强______(选填“变大”“变小”或“不变”)。(忽略海水密度的变化)
答案
前;逆风;增大;不变;变大
8 我国自主研制的万米级全海深载人潜水器“奋斗者号”坐底深度达 10 909 m,“奋斗者号”在水下下潜过程中,其受到海水的压强______,受到海水的浮力______(前两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。“奋斗者号”利用电磁铁在外部吸住一些压载铁或铁砂,为实现上浮,逐步抛掉压载铁或铁砂,使其所受浮力______(选填“大于”“小于”或“等于”)重力。(忽略海水密度的变化)
答案
变大;不变;大于
9 如图所示,绳子拉着乒乓球在水中静止,请在图中作出乒乓球所受浮力和拉力的示意图。
答案
10 探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”,实验过程如图 A、B、C、D 的顺序进行。
(1)按照图中的实验顺序所测______(选填“浮力”或“排开液体所受重力”)偏小,更合理的实验顺序是______。
(2)按照合理的顺序进行实验,收集测量数据来验证阿基米德原理。设 A、B、C、D 实验中弹簧测力计的读数分别是 $F_{1}$、$F_{2}$、$F_{3}$、$F_{4}$,如果关系式______(用字母表达式表示)成立,即可验证阿基米德原理。
(3)为使实验结论具有科学性,接下来他们还应该用______(选填“相同”或“不同”)的液体多次实验。
(4)如果实验过程中记录的 A、B、C、D 中弹簧测力计的示数分别是 1.8 N、1.6 N、0.5 N、0.3 N,则金属块的密度为______ $kg/m^{3}$($\rho_{水}= 1.0×10^{3}kg/m^{3}$,g 取 10 N/kg)。
(1)按照图中的实验顺序所测______(选填“浮力”或“排开液体所受重力”)偏小,更合理的实验顺序是______。
(2)按照合理的顺序进行实验,收集测量数据来验证阿基米德原理。设 A、B、C、D 实验中弹簧测力计的读数分别是 $F_{1}$、$F_{2}$、$F_{3}$、$F_{4}$,如果关系式______(用字母表达式表示)成立,即可验证阿基米德原理。
(3)为使实验结论具有科学性,接下来他们还应该用______(选填“相同”或“不同”)的液体多次实验。
(4)如果实验过程中记录的 A、B、C、D 中弹簧测力计的示数分别是 1.8 N、1.6 N、0.5 N、0.3 N,则金属块的密度为______ $kg/m^{3}$($\rho_{水}= 1.0×10^{3}kg/m^{3}$,g 取 10 N/kg)。
答案
(1)排开液体所受重力;D、A、B、C;
(2) $ F_{1} - F_{2} = F_{3} - F_{4} $;(3)不同;(4) $ 9 × 10^{3} $
[解析](1)题图D中,因桶中会沾有水,故所测排开液体所受重力偏小;实验时，先测出空桶的重力，然后测出金属块的重力，再将金属块浸没在溢水杯内的水中，读出弹簧测力计的示数,根据 $ F_{浮} = G - F_{示} $ 得出金属块受到的浮力,最后测出小桶和水的总重力,从而测出金属块排开水的重力，因此合理的实验顺序是D、A、B、C。(2)金属块浸没在水中受到的浮力 $ F_{浮} = F_{1} - F_{2} $，金属块排开水的重力 $ G_{排} = F_{3} - F_{4} $，若 $ F_{1} - F_{2} = F_{3} - F_{4} $，说明 $ F_{浮} = G_{排} $，即可验证阿基米德原理。(3)为了寻找普遍规律，需要换用不同液体多次实验。(4)浸没在水中的金属块所受的浮力 $ F_{浮} = F_{A} - F_{B} = 1.8N - 1.6N = 0.2N $，由阿基米德原理 $ F_{浮} = \rho_{液}gV_{排} $ 知，金属块的体积 $ V = V_{排} = \frac{F_{浮}}{\rho_{水}g} = \frac{0.2N}{1.0 × 10^{3}kg/m^{3} × 10N/kg} = 2 × 10^{-5}m^{3} $，根据 $ G = mg $ 知，金属块的质量 $ m = \frac{G}{g} = \frac{F_{A}}{g} = \frac{1.8N}{10N/kg} = 0.18kg $，金属块的密度 $ \rho = \frac{m}{V} = \frac{0.18kg}{2 × 10^{-5}m^{3}} = 9 × 10^{3}kg/m^{3} $。
(2) $ F_{1} - F_{2} = F_{3} - F_{4} $;(3)不同;(4) $ 9 × 10^{3} $
[解析](1)题图D中,因桶中会沾有水,故所测排开液体所受重力偏小;实验时，先测出空桶的重力，然后测出金属块的重力，再将金属块浸没在溢水杯内的水中，读出弹簧测力计的示数,根据 $ F_{浮} = G - F_{示} $ 得出金属块受到的浮力,最后测出小桶和水的总重力,从而测出金属块排开水的重力，因此合理的实验顺序是D、A、B、C。(2)金属块浸没在水中受到的浮力 $ F_{浮} = F_{1} - F_{2} $，金属块排开水的重力 $ G_{排} = F_{3} - F_{4} $，若 $ F_{1} - F_{2} = F_{3} - F_{4} $，说明 $ F_{浮} = G_{排} $，即可验证阿基米德原理。(3)为了寻找普遍规律，需要换用不同液体多次实验。(4)浸没在水中的金属块所受的浮力 $ F_{浮} = F_{A} - F_{B} = 1.8N - 1.6N = 0.2N $，由阿基米德原理 $ F_{浮} = \rho_{液}gV_{排} $ 知，金属块的体积 $ V = V_{排} = \frac{F_{浮}}{\rho_{水}g} = \frac{0.2N}{1.0 × 10^{3}kg/m^{3} × 10N/kg} = 2 × 10^{-5}m^{3} $，根据 $ G = mg $ 知，金属块的质量 $ m = \frac{G}{g} = \frac{F_{A}}{g} = \frac{1.8N}{10N/kg} = 0.18kg $，金属块的密度 $ \rho = \frac{m}{V} = \frac{0.18kg}{2 × 10^{-5}m^{3}} = 9 × 10^{3}kg/m^{3} $。
四、综合题
11 如图所示是我国最大的半潜船“新光华号”正在执行海运任务。装载货物前它有 $5×10^{5}m^{3}$ 的体积浸入海水中。完成货物装载后,“新光华号”半潜船底部所在深度为 20 m。求装载货物前“新光华号”半潜船排开海水的重力和受到的浮力。($\rho_{海水}= 1.03×10^{3}kg/m^{3}$,g 取 10 N/kg)
11 如图所示是我国最大的半潜船“新光华号”正在执行海运任务。装载货物前它有 $5×10^{5}m^{3}$ 的体积浸入海水中。完成货物装载后,“新光华号”半潜船底部所在深度为 20 m。求装载货物前“新光华号”半潜船排开海水的重力和受到的浮力。($\rho_{海水}= 1.03×10^{3}kg/m^{3}$,g 取 10 N/kg)
答案
$ 5.15 × 10^{9}N $; $ 5.15 × 10^{9}N $
[解析]装载货物前半潜船排开海水的重力 $ G_{排} = m_{排}g = \rho_{海水}gV_{排} = 1.03 × 10^{3}kg/m^{3} × 10N/kg × 5 × 10^{5}m^{3} = 5.15 × 10^{9}N $;根据阿基米德原理，半潜船受到的浮力 $ F_{浮} = G_{排} = 5.15 × 10^{9}N $。
[解析]装载货物前半潜船排开海水的重力 $ G_{排} = m_{排}g = \rho_{海水}gV_{排} = 1.03 × 10^{3}kg/m^{3} × 10N/kg × 5 × 10^{5}m^{3} = 5.15 × 10^{9}N $;根据阿基米德原理，半潜船受到的浮力 $ F_{浮} = G_{排} = 5.15 × 10^{9}N $。
