活动 4：浮沉条件的其他应用
阅读教材第 224 页“盐水选种”“潜水艇”和“热气球”，思考讨论下列问题：
1. 盐水选种时，什么样的种子漂浮，什么样的种子下沉？说一说选种时为何要使用浓度适宜的盐水。
2. 潜水艇采用什么方法实现下潜、悬浮或上浮？根据浮沉条件分析其中的道理。
3. 根据气体热胀冷缩的规律和密度公式 $ \rho = \frac{m}{V} $ 分析：热气球内的空气被加热后，其密度如何变化？孔明灯、热气球点燃后为什么会上升？

解：
1. 干瘪、虫蛀的种子密度小于盐水密度，浮力大于自身重力，会漂浮；饱满的种子密度大于盐水密度，浮力小于自身重力，会下沉。
选种时使用浓度适宜的盐水，是为了让饱满的优良种子下沉，干瘪、虫蛀的劣质种子漂浮，从而选出优良种子；若盐水浓度过低，部分劣质种子也会下沉，无法区分；若浓度过高，部分优良种子可能漂浮，达不到选种效果。
2. 潜水艇通过改变自身重力的方法实现下潜、悬浮或上浮。
道理：潜水艇的水箱可以进水或排水，进水时，潜水艇自身重力增大，当重力大于浮力（$G＞F_{浮}$），根据浮沉条件，潜水艇下潜；排水时，自身重力减小，当重力小于浮力（$G＜F_{浮}$），潜水艇上浮；当水箱内水量合适，使自身重力等于浮力（$G=F_{浮}$），潜水艇悬浮。
3. 根据$\rho = \frac{m}{V}$，热气球内空气被加热后，质量$m$不变，体积$V$因热胀冷缩而变大，所以空气密度变小。
孔明灯、热气球点燃后，内部空气密度变小，使得整体（热气球/孔明灯+内部空气）的平均密度小于外部空气密度，根据浮沉条件，整体受到的浮力大于自身总重力，所以会上升。

1. 小明探究物体的浮沉情况时，用手将质量为 150 g、体积为 $ 1.6 × 10^{-4} \, \mathrm{m}^3 $ 的苹果浸没在水中，苹果受到的浮力为N；松手后苹果将(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)，待苹果最终静止时，苹果受到的浮力是N。($ g $ 取 10 N/kg)

1. 1.6 上浮 1.5

2. 质量为 0.5 kg 的木块漂浮在酒精中，木块受到的浮力为N($ g $ 取 10 N/kg)，木块所排开酒精的质量为kg；当该木块静止在水中时($ \rho_{\mathrm{酒精}} ＜ \rho_{\mathrm{水}} $)，木块所排开水的质量0.5 kg(选填“大于”“等于”或“小于”)。

2. 5 0.5 等于

3. 一潜水艇从 $ A $ 海域潜行至 $ B $ 海域执行任务，已知 $ A $、$ B $ 海域海水的密度关系是 $ \rho_A ＜ \rho_B $，若潜水艇在 $ A $ 海域悬浮时受到的重力为 $ G_A $(含水舱)、浮力为 $ F_A $，在 $ B $ 海域悬浮时受到的重力为 $ G_B $(含水舱)、浮力为 $ F_B $，则 $ G_A $$ G_B $，$ F_A $$ F_B $。(均选填“＞”“=”或“＜”)

3. ＜ ＜

4. 死海是著名的咸水湖，当人完全浸入海水时，人受到的浮力人受到的重力，所以人就会向上浮起；当人漂浮在海面时，人受到的浮力人受到的重力。(以上均选填“大于”“等于”或“小于”)

4. 大于 等于

5. 如图 9 - 4 - 1 甲所示是一款 U 形水上机器人，它被誉为“会跑的救生圈”，通过操控手柄可远距离、快速、精准送达，实现对落水人员的快速救援。已知这款机器人的质量为 12 kg，如图乙所示，若一个被救援的人正怀抱这款机器人一起漂浮在水面上，人的质量为 60 kg，$ g $ 取 10 N/kg。则下列说法正确的是。


A.图甲，漂浮在水面的机器人受到的浮力大于重力
B.图甲，漂浮在水面的机器人密度大于水的密度
C.图乙，被救援人和机器人受到的总浮力为 720 N
D.图乙，被救援人和机器人排开水的总体积为 $ 0.06 \, \mathrm{m}^3 $
理由：。

5. C 漂浮的整体所受总浮力等于总重力(合理即可)