2010年7月16至18日,重庆潼南县和嘉陵江支流琼江上游普降大到暴雨,引发洪水灾害,武警部队出动冲锋舟抢险救灾.已知冲锋舟自身重为2500N,最大排水体积为0.8m

发布时间:2020-07-28 21:57:45

2010年7月16至18日,重庆潼南县和嘉陵江支流琼江上游普降大到暴雨,引发洪水灾害,武警部队出动冲锋舟抢险救灾.已知冲锋舟自身重为2500N,最大排水体积为0.8m3,如图所示,执行任务的武警战士平均重为600N,体积为0.06m3,所穿救生衣重为10N.(计算中g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)?
(1)冲锋舟在排水体积达到最大时受到的浮力为多大?
(2)冲锋舟最多能够承载身穿救生衣的战士多少个?
(3)假设武警战士头部体积为4dm3,为保证战士在水中时的安全,救生衣材料的密度不得超过多大?

网友回答

解:(1)冲锋舟在排水体积达到最大时受到的浮力:F浮=ρ水gv排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m3=8000N;
(2)冲锋舟满载时,应满足:F浮=G+n(G人+G衣),
所以最多能承载的人数:n==≈9.02,因此最多能干承载的人数为9人;
(3)∵人漂浮,
∴F浮=G人+G衣,
又∵F浮=ρ水gv排,
∴1.0×103kg/m3×10N/kg×[(0.06m3-0.004m3)+v衣]=600N+10N
∴v衣=0.005m3.
故救生衣材料的密度:ρ衣===0.2×103kg/m3.
答:(1)冲锋舟在排水体积达到最大时受到的浮力为8000N;
(2)冲锋舟最多能够承载身穿救生衣的战士为9人;
(3)救生衣材料的密度不得超过0.2×103kg/m3.解析分析:(1)已知冲锋舟的最大排水体积,直接利用F浮=ρgv排即可求出最大浮力;(2)漂浮时浮力等于重力,已知冲锋舟的重力和满载时所受的浮力,根据力的合成可求出能承载的人的重力,即可得能承载的人数;点评:本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、漂浮条件的掌握和运用,利用漂浮条件得出方程是本题的关键.
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