Question

為安全起見，初學(xué)游泳者常使用一塊泡沫浮板，用雙臂把浮板壓入水中，借助浮板所受的浮力來輔助游泳．已知泡沫浮板的密度是0.1×10³kg/m³，體積為3000cm³．（，g=10N/kg）求：
（1）當(dāng)浮板自由漂浮在水面上時(shí)，浮板受到的浮力的大�。�
（2）浮板被壓沒入水中靜止時(shí)，浮板受到雙臂的壓力的大小．

Answer 1

【答案】分析：（1）已知泡沫浮板的密度和體積，利用ρ=可求得其質(zhì)量，然后可知其重力，再根據(jù)漂浮時(shí)浮力等于重力可求得受到的浮力．
（2）當(dāng)木塊剛好全部沒入水中時(shí)，木塊受到的浮力等于木塊重加上手對(duì)木塊的壓力，據(jù)此求出手對(duì)木塊的壓力．
解答：解：（1）V=3000cm³=3×10^-3m³，
∵ρ=，
∴m=ρV=0.1×10³kg/m³×3×10^-3m³=0.3kg，
G=mg=0.3kg×10N/kg=3N，
∵浮板自由漂浮在水面上，
∴浮板受到的浮力F_浮=G=3N．
（2）∵浮板被壓沒入水中，
∴V_排=V，
F_浮′=ρ_水gV_排=ρ_水gV_木=1×10³kg/m³×10N/kg×3×10^-3m³=30N，
∵木塊完全浸沒時(shí)：
F_浮′=F_壓+G_木，
∴手對(duì)木塊的壓力：
F_壓=F_浮′-G_木=30N-3N=27N；
答：（1）當(dāng)浮板自由漂浮在水面上時(shí)，浮板受到的浮力為3N．
（2）浮板被壓沒入水中靜止時(shí)，浮板受到雙臂的壓力為27N．
點(diǎn)評(píng)：本題是一道力學(xué)綜合題，考查了密度的計(jì)算、重力的計(jì)算、浮力的計(jì)算、知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，屬于難題．本題關(guān)鍵是阿基米德原理和漂浮條件的聯(lián)合使用．