问题 填空题

儿童练习游泳时穿的一种“救生衣”实质是将泡沫塑料包缝在背心上.使用时,穿上这种“救生衣”,泡沫塑料位于人的胸部.为确保人的安全,必须使人的头部露出水面,儿童的体重约为300牛,人的密度约为l.06×103 Kg/m3,人的头部体积约占人体总体积的十分之一,泡沫塑料的密度约为10Kg/m3,则此儿童使用的“救生衣”的最小体积为______.

答案

∵G=mg=ρVg

∴人的总体积V=

G
ρg
=
300N
1.06×103kg/m3×9.8N/kg
≈2.89×10-2m3

人身体浸入水的体积V=(1-

1
10
)V=
9
10
V=
9
10
×2.89×10-2m3=2.6×10-2m3

设救生衣的最小体积为V,有关系式F=G

ρgVgV=GgV,

V=

G-ρgV
-ρ)g
=
300N-1×103kg/m3×9.8N/kg×2.6×10-2m3
(1×103kg/m3-0.5×103kg/m3)×9.8N/kg
=4.67×10-2m3

故答案为:4.67×10-2m3

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