Question

19．皮划艇运动员为即将在南京举办青奥会比赛积极训练．如图单人划艇质量10kg，运动员质量60kg．当划艇静止在水面上时排开水的体积为0.07m³；运动员用浆划水使艇前进，这说明了物体间力的作用是相互的；在一次1000m训练中，成绩是4min，水的平均阻力是360N．划艇全程可视为匀速直线运动，运动员划艇的功率是1.5×10³W；如果运动员一只脚与地面的接触面积是200cm²，当运动员训练完成后上岸，扛着划艇回训练基地时，他对地面的压强是70000Pa．

Answer 1

分析 （1）物体漂浮时，浮力等于重力，然后根据F_浮=ρ_液gV_排的变形公式即可求出排开水的体积；
（2）物体间力的作用是相互的；
（3）根据W=Fs和P=$\frac{W}{t}$即可求出运动员划艇时的功率．
（4）运动员训练完成后上岸，扛着划艇回训练基地时，他对地面的压力等于人和艇的总重力，走路时是一只脚着地，根据公式p=$\frac{F}{S}$可他对地面的压强．

解答 解：（1）因为艇处于漂浮状态，因此艇受到的浮力等于艇和人的总重力，即F_浮=G_总=（m_人+m_艇）g=（60kg+10kg）×10N/kg=700N；
由F_浮=ρ_水gV_排可得，当划艇静止在水面上时排开水的体积：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{700N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.07m³；
（2）运动员用浆划水，给水一向后的作用力，同时水也给桨一个向前的反作用力，使艇前进，这说明了物体间力的作用是相互的；
（3）运动员划艇的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=$\frac{360N×1000m}{240s}$=1.5×10³W．
（4）运动员训练完成后上岸，扛着划艇回训练基地时，他对地面的压力等于人和艇的总重力，即F′=G_总=700N，
他对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{700N}{200×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=70000Pa．
故答案为：0.07；物体间力的作用是相互的；1.5×10³；70000．

点评 本题考查阿基米德原理的应用、漂浮的条件以及功和功率、压强的大小计算、力的作用的相互性，是一道综合性很强的题目，关键是计算公式的应用．