Question

4．最近靈溪塘北河道正在清理淤泥，為清除淤泥先要將河道的水抽干，把電動(dòng)抽水機(jī)綁三個(gè)浮筒上，通電后進(jìn)行抽水．
電動(dòng)機(jī)和浮筒有關(guān)數(shù)據(jù)如表（電動(dòng)機(jī)線圈不能浸水，電動(dòng)抽水機(jī)浸入水中部分體積不計(jì)）．
（1）空桶放在水中漂浮時(shí)，受到浮力的作用，浮力的方向?yàn)樨Q直向上．
（2）把小型電動(dòng)抽水機(jī)綁在三個(gè)浮筒上時(shí)，浮筒總浸入水中的體積為多少？
（3）為了加快抽水的速度，工人更換用了更大型號(hào)的電動(dòng)抽水機(jī)．此時(shí)浮筒下沉了一些，則浮筒受到浮力怎么變化變大（填“不變”、“變大”或“變小”）．

每個(gè)浮筒質(zhì)量（千克）	25
每個(gè)浮筒體積（米3）	0.05
小型電動(dòng)抽水機(jī)質(zhì)量（千克）	30
大型電動(dòng)抽水機(jī)質(zhì)量（千克）	50

Answer 1

分析 （1）浮力的方向是豎直向上的，據(jù)此作答；
（2）根據(jù)題意可知，把小型電動(dòng)抽水機(jī)綁在三個(gè)浮筒上時(shí)，整體處于漂浮狀態(tài)；結(jié)合表中數(shù)據(jù)根據(jù)漂浮條件可求出整體受到的浮力；再根據(jù)F_浮=ρ_水 gV_排可得浮筒總浸入水中的體積；
（3）換用了更大型號(hào)的電動(dòng)抽水機(jī)，此時(shí)浮筒下沉了一些，即浮筒排開(kāi)水的體積增大，根據(jù)阿基米德原理F_浮=ρ_水 gV_排可判斷浮力的變化情況．

解答 解：（1）空桶放在水中漂浮時(shí)，受到浮力的作用，浮力的方向是豎直向上的；
（2）根據(jù)題意可知，把小型電動(dòng)抽水機(jī)綁在三個(gè)浮筒上時(shí)，整體處于漂浮狀態(tài)；
由表格數(shù)據(jù)可知，每個(gè)浮筒質(zhì)量為25kg，小型電動(dòng)抽水機(jī)質(zhì)量為30kg，
根據(jù)漂浮條件可得，整體受到的浮力：
F_浮=G_總=m_總g=（3×25kg+30kg）×10N/kg=1050N；
由F_浮=ρ_水 gV_排可得，浮筒總浸入水中的體積：
V_浸=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1050N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.105m³．
（3）換用了更大型號(hào)的電動(dòng)抽水機(jī)，此時(shí)浮筒下沉了一些，即浮筒排開(kāi)水的體積增大，根據(jù)F_浮=ρ_水 gV_排可知，浮筒受到浮力變大．
故答案為：
（1）豎直向上；
（2）把小型電動(dòng)抽水機(jī)綁在三個(gè)浮筒上時(shí)，浮筒總浸入水中的體積為0.105m³；
（3）變大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了浮力的方向、漂浮條件和阿基米德原理，關(guān)鍵是對(duì)題意的理解，明確整體處于漂浮狀態(tài)，還需要從表格中獲取有用的信息．