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物理必考在2007年6月份广东发生的“抗洪救灾 中.几位同学找到了一

更新时间:2024-01-19 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

在2007年6月份广东发生的“抗洪救灾”中,几位同学找到了一张总体积为0.4m3,质量分布均匀的长方体塑料泡膜床垫,将其放入水中时,床垫有体积浸入水中,若g=10N/kg.vE8物理好资源网(原物理ok网)

求:vE8物理好资源网(原物理ok网)

(1)此时床垫受到的浮力是多大?vE8物理好资源网(原物理ok网)

(2)床垫的密度是多少?vE8物理好资源网(原物理ok网)

(3)若被救的人的平均质量为55kg,要保证安全,该床垫上一次最多能承载多少个人?vE8物理好资源网(原物理ok网)

(4)若将床垫放在水面上(不站人)将露出水面的体积部分截去,剩余部分的体积浸入水中.如果再把露出水面的部分截去,将剩余部分投入海水中,求它排开海水的体积?(ρ海水=1.03×103kg/m3

试题答案

解:(1)床垫排开水的体积:vE8物理好资源网(原物理ok网)

v=v=×0.4m3=0.1m3vE8物理好资源网(原物理ok网)

床垫受到的浮力:vE8物理好资源网(原物理ok网)

F=ρgv=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N;vE8物理好资源网(原物理ok网)

(2)∵床垫漂浮,vE8物理好资源网(原物理ok网)

∴床垫重:G=mg=m×10N/kg=F=1000N,vE8物理好资源网(原物理ok网)

∴床垫的质量:m=100kg,vE8物理好资源网(原物理ok网)

床垫的密度:vE8物理好资源网(原物理ok网)

ρ===0.25×103kg/m3vE8物理好资源网(原物理ok网)

(2)床垫刚好全浸入时,受到的浮力:vE8物理好资源网(原物理ok网)

F′=ρgv=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m3=4000N;vE8物理好资源网(原物理ok网)

此时应满足:F′=G+nmg,vE8物理好资源网(原物理ok网)

∴最多能承载的人数:vE8物理好资源网(原物理ok网)

n==≈5.5,一次最多承载5人;vE8物理好资源网(原物理ok网)

(4)投入海水中,泡沫塑料的质量为vE8物理好资源网(原物理ok网)

m″=×m=××100kg=6.25kg,vE8物理好资源网(原物理ok网)

泡沫塑料在海水中漂浮,受到的浮力:vE8物理好资源网(原物理ok网)

F″=G″=m″g=6.25kg×10N/kg=62.5N,vE8物理好资源网(原物理ok网)

排开海水的体积:vE8物理好资源网(原物理ok网)

V″==≈6×10-3m3vE8物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)此时床垫受到的浮力是1000N;vE8物理好资源网(原物理ok网)

(2)床垫的密度是0.25×103kg/m3vE8物理好资源网(原物理ok网)

(3)该床垫上一次最多能承载5个人;vE8物理好资源网(原物理ok网)

(4)排开海水的体积约为6×10-3m3vE8物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)求出床垫排开水的体积,利用阿基米德原理可求床垫所受水的浮力;vE8物理好资源网(原物理ok网)

(2)床垫漂浮,根据物体的漂浮条件求床垫重,再利用重力公式求床垫的质量,又知道床垫的体积,利用密度公式求床垫的密度;vE8物理好资源网(原物理ok网)

(3)床垫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、质量,即可得能承载的人数;vE8物理好资源网(原物理ok网)

(4)剩余部分的体积浸入水中时,因塑料泡膜床垫的密度不变,浸入的体积又变为,据此求出剩余塑料泡膜的质量,利用物体漂浮的条件可求受到的浮力,再根据阿基米德原理求出排开海水的体积.vE8物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了密度公式、重力公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件等内容,关键是知道将露出水面的体积部分截去再放入水中时露出的部分与浸入部分的比值不变.vE8物理好资源网(原物理ok网)

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