儿童练习游泳时穿的一种“救生衣”实质是将泡沫塑料包在背心上,使用时,穿上这种“救生衣”泡沫塑料位于人的胸部,为了确保儿童的安全,必须使人的头部露出水面,儿童体重约30

发布时间:2020-08-16 04:03:32

儿童练习游泳时穿的一种“救生衣”实质是将泡沫塑料包在背心上,使用时,穿上这种“救生衣”泡沫塑料位于人的胸部,为了确保儿童的安全,必须使人的头部露出水面,儿童体重约300牛,人的密度约为1.06×103kg/m3,人的头部约占人体总体积的十分之一,泡沫塑料的密度约为10kg/m3,求:
(?1?)此儿童的体积大约是多少?
(?2?)此儿童仅头部露出水面时受到多大的浮力?
(?3?)此儿童使用的“救生衣”的最小体积为多大才能保证儿童的安全?

网友回答

解:(1)根据密度定义式和G=mg,得到
G人=m人g=ρ人V人g
故V人=
即此儿童的体积大约是2.89×10-2m3.
(2)人浸入水中的体积为
V排=V人-V人=V人=0.9×2.89×10-2m3=2.6×10-2m3
F浮=
即此儿童仅头部露出水面时受到20N的浮力.
(3)F浮’=G总
F浮+ρ水gV=G人gV
V=≈4×10-3m3
即此儿童使用的“救生衣”的最小体积为4×10-3m3才能保证儿童的安全.
解析分析:(1)根据密度定义式和G=mg直接求解儿童的体积;
(2)根据题意先计算出人排开水的体积,然后根据阿基米德定律求解受到的浮力;
(3)假设“救生衣”恰好使儿童头部浮出水面,对“救生衣”和人整体受力分析,根据平衡条件列式求解即可.

点评:本题关键通过阿基米德定律求出水的浮力,人和救生衣整体受力平衡,根据二力平衡列方程求解.
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