沪科版八年级物理下册同步精品讲义 第6讲 认识浮力(强化训练)(原卷版+解析)
展开\l "_Tc32112" 考点二 浮力产生的原因 PAGEREF _Tc32112 \h 3
\l "_Tc17422" 考点三 浮力大小的计算 PAGEREF _Tc17422 \h 4
\l "_Tc32317" 考点四 浮力的应用 PAGEREF _Tc32317 \h 5
考点一 认识浮力
1.自制气垫船漂浮的主要原因是( )
A.光盘很轻,有悬浮作用
B.气球中的气体从底部逸出,反冲力刚好等于整个气垫船的重力
C.磁力的作用
D.气球的浮力
2.下列情境中没有受到浮力的物体是( )
A.下潜的蛟龙号B.航行的辽宁舰
C.遨游的天宫一号D.上升的热气球
3.如图所示,将同一长方体分别水平与竖直静置在水中,它的上表面和下表面所受到的( )
A.压强差不等,压力差相等
B.压强差不等,压力差不等
C.压强差相等,压力差不等
D.压强差相等,压力差相等
4.如图,把一个锥体按两种方式浸没在水中,这两种情况下,锥体受到水的上下压力差的大小是( )
A.底面向上时大B.底面向下时大
C.一样大D.都等于零
5.下图的实验中,用来演示浮力产生原因的是( )
A.B.
C.D.
6.如图所示,a、b是能自由移动的物体,c、d是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,这下列说法正确的是( )
A.只有物体a受到浮力作用
B.只有物体a、b受到浮力作用
C.只有物体a、b和c部分受到浮力作用
D.只有物体a、b和d部分受到浮力作用
7.下列图中所示物体没有受到浮力的是( )
A.沉在水底的铁球B.水面戏水的天鹅
C.打入水底的木桩D.在水中游动的小鱼
考点二 浮力产生的原因
8.如图所示,用细绳将一物体系在容器底部,若物体所受浮力为8N,浮力的方向是 ,如果物体上表面受到水向下的压力为4N,则物体下表面受到水向上的压力为 N。
9.产生浮力的原因:如图浸入液体中的物体的上下表面在液体中的深度不同,所受的压力不同(上下表面积均为S),下表面受到向上压力F向上,上表面受到向下压力F向下,因为F向上 F向下,它们之差就产生了浮力。F浮=F向上﹣F向下,所以浮力方向是 的。
10.如图所示,完全相同的a、b两个长方体,长度为h,悬浮在密度为ρ的液体中。若两长方体a、b下表面所受液体的压力分别为Fa、Fb,则Fa Fb(选填“>”、“<”、或“=”)。
11.体积相等形状相同的不同物体甲、乙以两种不同的方式浸入水中,如图所示。两物体上、下表面受到的压力差分别为F甲和F乙,则F甲 F乙(选填“>”、“=”或“<”);若剪断细绳,当物体静止时两物体上、下表面受到的压力差分别为F′甲和F′乙,则F′甲 F′乙(选填“>”、“=”或“<”)。
12.重为8牛的长方体金属块竖直浸没在水中,上、下表面受到水的压力分别为7牛、10牛,该金属块受到的浮力为 牛,其受到重力和浮力的合力大小为 牛,合力方向 。
考点三 浮力大小的计算
13.如图所示,用一条细绳拴住体积为0.5dm3重为4N的木块,使它浸没在水中,此时绳的拉力为 N;若剪断细绳,当木块静止时水对容器底的压强将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。(ρ水=1.0×103kg/m3)
14.2019年12月17日,我国首艘国产航母“山东舰”(如图)正式服役。“山东舰”满载排水量为6.5万吨,则满载时航母所受浮力为 N(g取10N/kg)。一架舰载机飞离航母后,航母底部所受海水的压强 (选埴“变大”“变小”或“不变”)。
15.重为10牛的金属块用弹簧测力计吊着浸没在水中,这时弹簧测力计的示数为8牛,则该金属块受到的浮力是 牛;此时金属块受到液体向上的压力比受到液体向下的压力 。浮力的方向总是 的。
16.一自重500N的飞艇充入气体后最大体积为200m3,充入气体的密度 (填“小于”、“等于”“大于”)空气密度,飞艇能够升空,若空气密度为1.29kg/m³,该飞艇在空气中受到的浮力为 N,若让飞艇搭载250kg的货物,则飞艇 (填“能”或“不能”)升空(g取10N/kg)。
17.将重为5牛的实心正方体物块浸没在水中,此时弹簧测力计的示数为2牛,则物块受到的浮力为 牛,浮力的方向为 ,被物块排开的水重为 牛,若物体上表面受到水的压力为1牛,则物体下表面受到水的压力为 牛。
18.用弹簧测力计测出金属块在空气中的重力为8.9N;当金属块浸没在水中时,弹簧测力计示数是7.9N,则金属块在水中受到的浮力为 N。
考点四 浮力的应用
19.为了能把砍伐的木材从林场方便地运出,有水道的地方常将木材联结成木排使其顺流而下。这个例子中,木排受到河水的浮力。请你从日常生活或常见的自然现象中再举两个例子说明浸入液体的物体受到浮力。
20.请阅读《“372”潜艇掉深,上演3分钟生死时速》并回答题。
“372”潜艇掉深,上演3分钟生死时速
2014年12月,我海军组织的一次实战化战备远航训练,南海舰队“372”新型常规潜艇正悄无声息地潜航。
突然,潜艇深度计指针突然向下大幅跳动,艇体急速下沉!
“不好,潜艇掉深了!”
掉深的原因是因为某段特殊的海域,上层海水密度大、下层海水密度小,这样的海域被称为海中断崖,潜艇在海水下航行时,如突遭海中断崖,会立即减少浮力,难以控制的急剧掉向海底,造成失事。
生死关头,指挥员王红理立即下达增速、补充均衡、吹除压载水舱等一系列指令,全艇官兵舍生忘死奋力排险。
“打开应急高压气阀门,向水柜供气”。
糟糕,“主机舱管路破损进水!”
祸不单行!此时主机舱一根管道突然破裂,大量海水瞬间喷入舱室。
“损管警报!”“向所有水柜供气!”生死关头,指挥员当机立断,果断下令。
伴随着刺耳的损管警报声,全艇上下闻令而动,扑向各个控制阀门……
不到10秒钟,应急供气阀门全部打开,所有水柜开始供气;一分钟内,上百个阀门关闭,数十种电气设备关停;两分钟后,全艇各舱室封舱完毕!官兵们以令人难以置信的速度,与死神赛跑。
该做的都已做完,而这时,掉深速度虽有减缓,但潜艇掉深没有立即停止,还要继续下降。大约3分钟后,在“372”潜艇即将下沉到极限工作深度时,掉深终于停止。潜艇在悬停10余秒后,深度计指针缓慢回升,艇体终于开始上浮!
阅读以上材料,并回答下列问题:
(1)潜艇掉深时,潜艇上、下表面的压力差会 ;(选填“变大”或“变小”)
(2)“打开应急高压气阀门,向水柜供气!”目的是排出水柜中的水,使潜水艇自身的重力 ;(选填“增加”或“减少”)
(3)向所有水柜供气后,潜艇掉深有所减缓,但不会立即停止,这是因为潜艇具有 ;
(4)在忽略海水阻力的情况下,请画出潜艇匀速上浮时的受力示意图。
21.浮空器
浮空器是一种利用轻于空气的气体、依靠大气浮力升空的飞行器。根据工作原理的不同,浮空器可分为飞艇、系留气球和热气球等,其中飞艇和系留气球是军事利用价值最高的浮空器。飞艇和系留气球的主要区别是前者比后者多了自带的动力系统,可以自行飞行。
飞艇获得的升力主要源于其内部充满的比空气轻的气体,如氢气、氦气等。现代飞艇一般都使用安全性更好的氦气,氦气是惰性气体,不会像氢气那样易燃易爆,即使用火去点也点不着,并且可以回收循环使用,具备了绿色环保的特点。飞艇的气囊是一种多层复合囊体材料,它由特殊的高分子复合材料做成,包含承力织物层、耐候层、阻气层、粘接层等,该材料不仅质量轻,而且强度高,不易变形,并且有很好的柔韧性和气密性,一块巴掌大的小小球皮,即使是两个强壮的男士也很难将其撕破。另外,飞艇上还安装了发动机,发动机提供的动力主要用在飞艇水平移动以及艇载设备的供电上,飞艇相对于现代喷气飞机来说节能且环保。并且在执行预设任务时,可以长时间在指定区域定点悬浮,从空中对整个区域进行监控,形成一种有效的防卫力量。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)处于安全考虑,飞艇内部充满 (选填“氢气”或“氦气”);
(2)飞艇的发动机提供的动力用于飞艇的 (选填“水平”或“上下”)移动;
(3)飞艇在空中悬停时,受到 和 (选填“重力”、“拉力”或“浮力”)的作用。
八年级下物理讲义+强化训练(新沪科版)
第6讲 认识浮力
TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc4760" 考点一 认识浮力 PAGEREF _Tc4760 \h 1
\l "_Tc12791" 考点二 浮力产生的原因 PAGEREF _Tc12791 \h 4
\l "_Tc32447" 考点三 浮力大小的计算 PAGEREF _Tc32447 \h 7
\l "_Tc12936" 考点四 浮力的应用 PAGEREF _Tc12936 \h 9
考点一 认识浮力
1.自制气垫船漂浮的主要原因是( )
A.光盘很轻,有悬浮作用
B.气球中的气体从底部逸出,反冲力刚好等于整个气垫船的重力
C.磁力的作用
D.气球的浮力
【解答】解:ACD、自制气垫船能够漂浮在水平面上,是因为气球浸入水中后,受到了水的浮力的作用,与磁力无关,也不是利用光盘的悬浮作用,故AC错误,D正确;
B、气球中的气体从底部逸出,由于气垫船受到浮力的作用,所以反冲力要小于整个气垫船的重力,故B错误。
故选:D。
2.下列情境中没有受到浮力的物体是( )
A.下潜的蛟龙号B.航行的辽宁舰
C.遨游的天宫一号D.上升的热气球
【解答】解:
A、下潜的蛟龙号,尽管下潜,但浸没在水中,仍然受到水的浮力,故A不符合题意;
B、航行的辽宁舰,能浮在海水面上,就是因为受到的浮力等于重力,故B不符合题意;
C、太空中没有空气,故太空中飞行的天宫一号不受到浮力,故C符合题意。
D、上升的热气球,受到空气的浮力,热气球之所以上升,就是因为受到的浮力大于重力,故D不符合题意;
故选:C。
3.如图所示,将同一长方体分别水平与竖直静置在水中,它的上表面和下表面所受到的( )
A.压强差不等,压力差相等
B.压强差不等,压力差不等
C.压强差相等,压力差不等
D.压强差相等,压力差相等
【解答】解:长方体物块悬浮在水中,说明受到水的浮力不变,而浮力等于物体上下表面受到水的压力差,所以长方体物块上下表面受到水的压力差不变;
而长方体物块上下表面受到水的压强差:△p=,竖直放置比水平放置上下表面积小,所以长方体物块上下表面受到水的压强差不相等。
综合上述分析可知,故A正确。
故选:A。
4.如图,把一个锥体按两种方式浸没在水中,这两种情况下,锥体受到水的上下压力差的大小是( )
A.底面向上时大B.底面向下时大
C.一样大D.都等于零
【解答】解:由图可知,底面朝下和底面朝上两种浸法排开液体的体积相同,
由F浮=ρ水gV排可知,两种情况下椎体受到水的浮力的大小相同,
由浮力产生的原因可知,受到水的上下压力差的大小相同。
故选:C。
5.下图的实验中,用来演示浮力产生原因的是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:浸在液体中的物体,浮力产生的原因是液体对物体向上和向下的压力差;
A、该图是探究力可以改变物体的运动状态,故A不符合题意;
B、该图是演示惯性现象的实验,故B不符合题意;
C、该图是探究流体的压强与流速关系的实验;故C不符合题意;
D、该实验中,左图中,乒乓球受到向下的水的压力,但没有受到水给球一个向上的压力,不会产生压力差,即无法产生浮力;右图中,当用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液体压强,且向上的液体压强大于向下的液体压强,于是产生一个向上的压力差,所以乒乓球会上浮,则该实验能探究浮力产生的原因,故D符合题意。
故选:D。
6.如图所示,a、b是能自由移动的物体,c、d是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,这下列说法正确的是( )
A.只有物体a受到浮力作用
B.只有物体a、b受到浮力作用
C.只有物体a、b和c部分受到浮力作用
D.只有物体a、b和d部分受到浮力作用
【解答】解:由图可知,水对a物体上下表面产生了的压力差,故a物体一定受浮力的作用;
b物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对b物体上下表面产生了的压力差,故b物体也受浮力的作用;
c物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对c物体上下表面没有产生压力差,故c物体不受浮力的作用;
水对d物体上下表面产生了的压力差,故d物体受浮力的作用。
综上分析可知,只有物体a、b和d部分受到浮力作用。
故选:D。
7.下列图中所示物体没有受到浮力的是( )
A.沉在水底的铁球B.水面戏水的天鹅
C.打入水底的木桩D.在水中游动的小鱼
【解答】解:
ABD、ABD中的物体都浸在水中,物体受到水向上的压力和向下的压力,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差也就是物体受到的浮力。故ABD中的物体均受浮力的作用,故ABD不合题意。
C、木桩的下底面埋在地下,其下底面与河水底紧密接触,木桩没有受到水向上的压力,所以木桩不受浮力作用,故C符合题意。
故选:C。
考点二 浮力产生的原因
8.如图所示,用细绳将一物体系在容器底部,若物体所受浮力为8N,浮力的方向是 竖直向上 ,如果物体上表面受到水向下的压力为4N,则物体下表面受到水向上的压力为 12 N。
【解答】解:浮力的方向是竖直向上的;
由题意可知,物体受到的浮力F浮=8N,上表面受到水向下的压力F向下=4N,
由浮力产生的原因可得:F浮=F向上﹣F向下,
则物体下表面受到水向上的压力:F向上=F浮+F向下=8N+4N=12N。
故答案为:竖直向上;12。
9.产生浮力的原因:如图浸入液体中的物体的上下表面在液体中的深度不同,所受的压力不同(上下表面积均为S),下表面受到向上压力F向上,上表面受到向下压力F向下,因为F向上 > F向下,它们之差就产生了浮力。F浮=F向上﹣F向下,所以浮力方向是 竖直向上 的。
【解答】解:假设边长为L的正方体,浸没在液体中,正方体的上表面与液体表面平行,且深度为h1,下表面深度为h2;
物体侧面受到的压力相互抵消;
上表面受到的压强为p向下=ρ液gh1,受到的压力为F向下=p向下S=ρ液gh1;
下表面受到的压强为p向上=ρ液gh2,受到的压力为F向上=P向上S=ρ液gh2;
由于h1<h2,所以F向上>F向下,
则液体会对物体产生一个向上的和向下的压力不相等,压力差就产生了浮力,即:F浮=F向上﹣F向下,
所以浮力方向是与向上的压力F向上的方向一致,是竖直向上的。
故答案为:>;竖直向上。
10.如图所示,完全相同的a、b两个长方体,长度为h,悬浮在密度为ρ的液体中。若两长方体a、b下表面所受液体的压力分别为Fa、Fb,则Fa > Fb(选填“>”、“<”、或“=”)。
【解答】解:因为物体a上表面的深度比物体b上表面的深度更深,且表面积也更大,
根据p=、p=ρgh可得F=pS=ρghS得,可知长方体a的上表面受到的压力大于b上表面受到的压力,
又因为两长方体相同,都悬浮在同种液体中,所以受到的浮力相同,
由F浮=F向上﹣F向下得,a的下表面受到的压力大于b下表面受到的压力。
故答案为:>。
11.体积相等形状相同的不同物体甲、乙以两种不同的方式浸入水中,如图所示。两物体上、下表面受到的压力差分别为F甲和F乙,则F甲 = F乙(选填“>”、“=”或“<”);若剪断细绳,当物体静止时两物体上、下表面受到的压力差分别为F′甲和F′乙,则F′甲 < F′乙(选填“>”、“=”或“<”)。
【解答】解:体积相等形状相同的不同物体甲、乙以两种不同的方式浸入水中,物体排开的液体的密度相同,排开的液体的体积相同,根据阿基米德原理可知,受到的浮力相同,浮力等于物体上、下表面的压力差,故压力差相同,即F甲=F乙;
由图可知,甲受到向下的绳子的拉力,乙受到绳子向上的拉力,剪断细绳,甲上浮至漂浮状态,乙下沉,则乙排开的液体的体积大,根据阿基米德原理可知,受到的浮力大,根据浮力产生的原因可知,F′甲<F′乙。
故答案为:=;<。
12.重为8牛的长方体金属块竖直浸没在水中,上、下表面受到水的压力分别为7牛、10牛,该金属块受到的浮力为 3 牛,其受到重力和浮力的合力大小为 5 牛,合力方向 竖直向下 。
【解答】解:(1)由浮力产生的原因可知,长方体金属块受到的浮力:
F浮=F下表面﹣F上表面=10N﹣7N=3N;
(2)金属块受到的重力为8N,
因金属块受到重力和浮力的方向相反、作用在同一直线上,且G>F浮,
所以,物体受到重力和浮力的合力:
F合=G﹣F浮=8N﹣3N=5N,
方向和重力的方向相同,即竖直向下。
故答案为:3;5;竖直向下。
考点三 浮力大小的计算
13.如图所示,用一条细绳拴住体积为0.5dm3重为4N的木块,使它浸没在水中,此时绳的拉力为 1 N;若剪断细绳,当木块静止时水对容器底的压强将 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。(ρ水=1.0×103kg/m3)
【解答】解:(1)木块浸没在水中排开水的体积:
V排=V=0.5dm3=0.5×10﹣3m3,
所受浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5×10﹣3m3=5N;
木块受竖直向下的重力、细线竖直向下的拉力、竖直向上的浮力,F拉+G=F浮,
木块受到的拉力:
F拉=F浮﹣G=5N﹣4N=1N;
(2)因为木块浸没在水中时的浮力大于木块的重力,所以剪断细线后,木块会上浮直至漂浮在水面上,排开水的体积减小,水面下降,水深h变小,由p=ρgh可知水对容器底的压强变小。
故答案为:1;变小。
14.2019年12月17日,我国首艘国产航母“山东舰”(如图)正式服役。“山东舰”满载排水量为6.5万吨,则满载时航母所受浮力为 6.5×108 N(g取10N/kg)。一架舰载机飞离航母后,航母底部所受海水的压强 变小 (选埴“变大”“变小”或“不变”)。
【解答】解:
(1)已知航母满载排水量是6.5万吨,由阿基米德原理可得,航母受到的浮力:
F浮=G排=m排g=65000×103kg×10N/kg=6.5×108N;
(2)舰载机飞离航母后,航母重力减小,因为航母漂浮,所受的浮力与重力相等,所以所受的浮力将减小,根据F浮=ρgV排可知,航母排开水的体积变小,故航母在水中要上浮一些,航母底部所处的深度变小,由p=ρgh可知,航母底部所受海水的压强所受海水的压强变小。
故答案为:6.5×108;变小。
15.重为10牛的金属块用弹簧测力计吊着浸没在水中,这时弹簧测力计的示数为8牛,则该金属块受到的浮力是 2 牛;此时金属块受到液体向上的压力比受到液体向下的压力 大 。浮力的方向总是 竖直向上 的。
【解答】解:(1)当金属球全部浸入水中时,受到的浮力:
F浮=G﹣F示=10N﹣8N=2N;
(2)由于F向上﹣F向下=F浮=2N,
所以,F向上>F向下,
则浮力的方向总是竖直向上。
故答案为:2;大;竖直向上。
16.一自重500N的飞艇充入气体后最大体积为200m3,充入气体的密度 小于 (填“小于”、“等于”“大于”)空气密度,飞艇能够升空,若空气密度为1.29kg/m³,该飞艇在空气中受到的浮力为 2580 N,若让飞艇搭载250kg的货物,则飞艇 不能 (填“能”或“不能”)升空(g取10N/kg)。
【解答】解:(1)飞艇内充入气体的密度一定比空气密度小,重力小于浮力时,飞艇升空;
(2)飞艇受浮力:F浮=ρ空气gV排=1.29kg/m3×200m3×10N/kg=2580N;
(3)飞艇搭载250kg的货物时,飞艇的总重力:G总=G+G物=500N+m物g=500N+250kg×10N/kg=3000N,
因3000N>2580N,所以飞艇不能升空。
故答案为:小于;2580;不能。
17.将重为5牛的实心正方体物块浸没在水中,此时弹簧测力计的示数为2牛,则物块受到的浮力为 3 牛,浮力的方向为 竖直向上 ,被物块排开的水重为 3 牛,若物体上表面受到水的压力为1牛,则物体下表面受到水的压力为 4 牛。
【解答】解:物块所受浮力:
F浮=G﹣F示=5N﹣2N=3N,
浮力的方向为竖直向上,
根据阿基米德原理可知,被物块排开的水重G排=F浮=3N;
因为F上表面=1N,F浮=3N,
所以由F浮=F下表面﹣F上表面可得,物体下表面受到水的压力F下表面=F上表面+F浮=1N+3N=4N。
故答案为:3;竖直向上;3;4。
18.用弹簧测力计测出金属块在空气中的重力为8.9N;当金属块浸没在水中时,弹簧测力计示数是7.9N,则金属块在水中受到的浮力为 1 N。
【解答】解:根据题意可知,金属块的重力为8.9N,浸没时弹簧测力计的示数F=7.9N,
则金属块在水中受到的浮力:F浮=G﹣F=8.9N﹣7.9N=1N。
故答案为:1。
考点四 浮力的应用
19.为了能把砍伐的木材从林场方便地运出,有水道的地方常将木材联结成木排使其顺流而下。这个例子中,木排受到河水的浮力。请你从日常生活或常见的自然现象中再举两个例子说明浸入液体的物体受到浮力。
【解答】答:木块、乒乓球放入水中,能够浮上来,说明浸入液体的物体受到浮力。
20.请阅读《“372”潜艇掉深,上演3分钟生死时速》并回答题。
“372”潜艇掉深,上演3分钟生死时速
2014年12月,我海军组织的一次实战化战备远航训练,南海舰队“372”新型常规潜艇正悄无声息地潜航。
突然,潜艇深度计指针突然向下大幅跳动,艇体急速下沉!
“不好,潜艇掉深了!”
掉深的原因是因为某段特殊的海域,上层海水密度大、下层海水密度小,这样的海域被称为海中断崖,潜艇在海水下航行时,如突遭海中断崖,会立即减少浮力,难以控制的急剧掉向海底,造成失事。
生死关头,指挥员王红理立即下达增速、补充均衡、吹除压载水舱等一系列指令,全艇官兵舍生忘死奋力排险。
“打开应急高压气阀门,向水柜供气”。
糟糕,“主机舱管路破损进水!”
祸不单行!此时主机舱一根管道突然破裂,大量海水瞬间喷入舱室。
“损管警报!”“向所有水柜供气!”生死关头,指挥员当机立断,果断下令。
伴随着刺耳的损管警报声,全艇上下闻令而动,扑向各个控制阀门……
不到10秒钟,应急供气阀门全部打开,所有水柜开始供气;一分钟内,上百个阀门关闭,数十种电气设备关停;两分钟后,全艇各舱室封舱完毕!官兵们以令人难以置信的速度,与死神赛跑。
该做的都已做完,而这时,掉深速度虽有减缓,但潜艇掉深没有立即停止,还要继续下降。大约3分钟后,在“372”潜艇即将下沉到极限工作深度时,掉深终于停止。潜艇在悬停10余秒后,深度计指针缓慢回升,艇体终于开始上浮!
阅读以上材料,并回答下列问题:
(1)潜艇掉深时,潜艇上、下表面的压力差会 变小 ;(选填“变大”或“变小”)
(2)“打开应急高压气阀门,向水柜供气!”目的是排出水柜中的水,使潜水艇自身的重力 减少 ;(选填“增加”或“减少”)
(3)向所有水柜供气后,潜艇掉深有所减缓,但不会立即停止,这是因为潜艇具有 惯性 ;
(4)在忽略海水阻力的情况下,请画出潜艇匀速上浮时的受力示意图。
【解答】解:
(1)潜艇掉深时,受到的浮力减少,而潜艇受到的浮力等于潜艇上、下表面的压力差,所以潜艇上、下表面的压力差会变小;
(2)“打开应急高压气阀门,向水柜供气!”,排出水柜中的水,使潜水艇自身的重力减少;
(3)向所有水柜供气后,潜艇掉深有所减缓,但由于惯性,潜艇还继续向下运动,不会立即停止;
(4)在忽略海水阻力的情况下,潜艇匀速上浮时受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力,二力的大小相等、方向相反,作用点都在潜艇上,如图所示:
故答案为:(1)变小;(2)减少;(3)惯性;(4)如图所示。
21.浮空器
浮空器是一种利用轻于空气的气体、依靠大气浮力升空的飞行器。根据工作原理的不同,浮空器可分为飞艇、系留气球和热气球等,其中飞艇和系留气球是军事利用价值最高的浮空器。飞艇和系留气球的主要区别是前者比后者多了自带的动力系统,可以自行飞行。
飞艇获得的升力主要源于其内部充满的比空气轻的气体,如氢气、氦气等。现代飞艇一般都使用安全性更好的氦气,氦气是惰性气体,不会像氢气那样易燃易爆,即使用火去点也点不着,并且可以回收循环使用,具备了绿色环保的特点。飞艇的气囊是一种多层复合囊体材料,它由特殊的高分子复合材料做成,包含承力织物层、耐候层、阻气层、粘接层等,该材料不仅质量轻,而且强度高,不易变形,并且有很好的柔韧性和气密性,一块巴掌大的小小球皮,即使是两个强壮的男士也很难将其撕破。另外,飞艇上还安装了发动机,发动机提供的动力主要用在飞艇水平移动以及艇载设备的供电上,飞艇相对于现代喷气飞机来说节能且环保。并且在执行预设任务时,可以长时间在指定区域定点悬浮,从空中对整个区域进行监控,形成一种有效的防卫力量。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)处于安全考虑,飞艇内部充满 氦气 (选填“氢气”或“氦气”);
(2)飞艇的发动机提供的动力用于飞艇的 水平 (选填“水平”或“上下”)移动;
(3)飞艇在空中悬停时,受到 重力 和 浮力 (选填“重力”、“拉力”或“浮力”)的作用。
【解答】解:
(1)由文中信息可知,飞艇获得的升力主要源于其内部充满的比空气轻的气体(氦气和氢气都比空气的密度小),出于安全考虑,现代飞艇一般都使用安全性更好的氦气,氦气是惰性气体,不会像氢气那样易燃易爆,并且可以回收循环使用,具备了绿色环保的特点;
(2)由文中信息可知,发动机提供的动力主要用在飞艇水平移动以及艇载设备的供电上;
(3)悬停在空中的飞艇处于平衡状态,受平衡力的作用,其受到的浮力和重力是一对平衡力。
故答案为:(1)氦气;(2)水平;(3)重力;浮力。
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