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物理必考“水中救险 是拓展训练营的一个项目.参赛选手用一张质量分布均

更新时间:2024-01-17 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

“水中救险”是拓展训练营的一个项目,参赛选手用一张质量分布均匀的长方形床垫,其总体积为0.3m3.将床垫放入水中时,床垫有1/3体积浸没在水中.若被救者的平均质量为50kg,且要求被救者不得浸入水中.该床垫上一次最多能救起________个人.(g取10N/kg)

试题答案

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试题解析

(1)根据床垫放入水中时,床垫有体积浸没在水中时,求出浮力大小,再根据浮力等于重力确定床垫的重力,再次利用阿基米德原理求出床垫满载时的浮力;rB6物理好资源网(原物理ok网)

(2)由于床垫始终漂浮,利用床垫漂浮时浮力等于重力,已知床垫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.rB6物理好资源网(原物理ok网)

解答:rB6物理好资源网(原物理ok网)

(1)床垫排开水的体积:v=×0.3m3=0.1m3rB6物理好资源网(原物理ok网)

床垫受到的浮力:F=ρgv=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N;rB6物理好资源网(原物理ok网)

∵床垫漂浮,rB6物理好资源网(原物理ok网)

∴床垫重:G=F=1000N,rB6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:F′=ρgv=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m3=3000N;rB6物理好资源网(原物理ok网)

此时应满足:F′=G+nmg,rB6物理好资源网(原物理ok网)

3000N=1000N+n×50g×10N/kgrB6物理好资源网(原物理ok网)

∴最多能承载的人数:rB6物理好资源网(原物理ok网)

n=4.rB6物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:4.rB6物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题难度大,考查了重力公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件等内容.本题关键:一是公式及其变形的灵活运用,二是力的合成的应用.rB6物理好资源网(原物理ok网)

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