问题 计算题

为安全起见,初学游泳者常使用一块泡沫浮板,用双臂把浮板压入水中,借助浮板所受的浮力来辅助游泳.已知泡沫浮板的密度是0.1×103kg/m3,体积为3000cm3.(ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:

(1)当浮板自由漂浮在水面上时,浮板受到的浮力的大小.

(2)浮板被压没入水中静止时,浮板受到双臂的压力的大小.

答案

解:(1)由于V=3000cm3=3×10﹣3m3

故由密度的计算公式得m=ρV=0.1×103kg/m3×3×10﹣3m3=0.3kg,

所以浮板受到的重力G=mg=0.3kg×10N/kg=3N,

∵浮板自由漂浮在水面上,∴浮板受到的浮力F=G=3N.

(2)∵浮板被压没入水中,∴V=V,

此时的浮力F′=ρgVgV=1×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3=30N,

∵根据木块完全浸没时的受力情况可得:F′=F+G

∴手对木块的压力:F=F′﹣G=30N﹣3N=27N;

答:(1)当浮板自由漂浮在水面上时,浮板受到的浮力为3N.

(2)浮板被压没入水中静止时,浮板受到双臂的压力为27N.

(1)由于浮板是漂浮的物体,故浮力等于重力,而其重力可由质量求得,质量又可以通过密度与体积计算得出,而密度与体积却都是已知的,故该问可求;

(2)当浮板完全浸没于水中时,可求出浮板受到的浮力大小,再通过此时浮板的受力情况,通过平衡条件可得压力的大小。

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