儿童练习游泳时穿的一种“救生衣”实质是将泡沫塑料包缝在背心上.使用时,穿上这种“救生衣”,泡沫塑料位于人的胸部.为确保人的安全,必须使人的头部露出水面儿童的体重约为300牛,人的密度约为l.06×103千克/米3,人的头部体积约占人体总体积的十分之一,泡沫塑料的密度约为10千克/米3,则此儿童使用的“救生衣”的最小体积为. 物理
网友回答
【答案】 (1)G人=m人g=ρ人V人g
人的总体积V人=G人ρ人g=300N1.06×103kg/m3×9.8N/kg≈2.89×10?2米3
人身体进入水的体积V排=V人-110V人=910V人=0.9×2.89×10-2米3=2.6×10-2米3
所受浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×9.8N/kg×2.6×10-2m3=260N.
(2)设救生衣的体积为V,有关系式F浮=G总
F浮+ρ水gV=G人+ρ塑gV
V=G人?F浮(ρ水?ρ塑)g=300N?260N(1.0×103?10)kg/m3×9.8N/kg≈4×10?3米3
故答案:为4×10-3m3.
【问题解析】
(1)根据人的质量和密度,可以求出人体的总体积;人的头部约占人体总体积的十分之一,可以求出浸入水中的体积.所受的浮力可以用F浮=ρ水gV排求出.(2)救生衣和儿童的身体的总重力应该与救生衣和儿童身体的浮力相同.设救生衣的体积为V,有关系式F浮=G总,利用F浮+ρ水gV=G人+ρ塑gV即可求出“救生衣”的最小体积. 名师点评 本题考点 密度公式的应用. 考点点评 此题考查了重力的计算公式,以及浮力的计算,此题的关键是明确“救生衣和儿童的身体的总重力应该与救生衣和儿童身体的浮力相同.”然后利用公式F浮+ρ水gV=G人+ρ塑gV即可求出答案,计算数据比较复杂,需要学生认真分析,仔细作答.
【本题考点】
密度公式的应用. 考点点评 此题考查了重力的计算公式,以及浮力的计算,此题的关键是明确“救生衣和儿童的身体的总重力应该与救生衣和儿童身体的浮力相同.”然后利用公式F浮+ρ水gV=G人+ρ塑gV即可求出答案,计算数据比较复杂,需要学生认真分析,仔细作答.