2025年暑假作业安徽教育出版社八年级物理通用版S第50页答案
12. 西瓜是炎热夏天的解暑利器。将西瓜浸没于水中后松手,西瓜会上浮。用手捞出水中西瓜的过程中,人感觉越来越费力。请你动手做一做,体会一下,并向家人解释西瓜上浮和人感觉越来越费力的原因。

答案

【解析】:
1. **西瓜上浮的原因**:
根据物体的浮沉条件,当物体受到的浮力$F_{浮}$大于物体的重力$G$时,物体上浮。
西瓜浸没在水中时,排开了一定体积的水,根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$(其中$\rho_{液}$是液体密度,这里是水的密度,$g$是重力加速度,$V_{排}$是排开液体的体积),西瓜受到水对它向上的浮力。而西瓜自身重力$G = mg$($m$是西瓜质量),西瓜浸没时所受浮力大于自身重力,所以西瓜会上浮。
2. **人感觉越来越费力的原因**:
用手捞出水中西瓜的过程中,西瓜排开水的体积$V_{排}$逐渐减小。
由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知,水的密度$\rho_{液}$和$g$不变,$V_{排}$减小,所以西瓜受到的浮力$F_{浮}$逐渐减小。
对西瓜进行受力分析,西瓜受到重力$G$、手的拉力$F_{拉}$和浮力$F_{浮}$,且$G = F_{拉}+F_{浮}$,重力$G$不变,浮力$F_{浮}$逐渐减小,那么手的拉力$F_{拉}=G - F_{浮}$就会逐渐增大,所以人感觉越来越费力。
【答案】:西瓜上浮是因为西瓜浸没在水中时受到的浮力大于自身重力;人感觉越来越费力是因为捞出西瓜过程中,西瓜排开水的体积逐渐减小,根据阿基米德原理,浮力逐渐减小,而西瓜重力不变,手对西瓜的拉力逐渐增大。