有一泡沫塑料救生圈,质量为4kg,漂浮在水面上时,露出水面部分的体积是救生圈的,当一小孩躺在上面,恰好使救生圈全部浸入水中.求:
(1)救生圈的密度.
(2)小孩的质量.
(3)若有一质量为50kg的学生用此救生圈,是否安全(人的密度约为1.02×103kg/m3)?
精析与解答: (1)救生圈漂浮,ρ水V排g=ρ塑Vg,ρ塑= ρ水=ρ水=0.25×103kg/m3(2)救生圈的体积V===16×10-3m3 F浮=ρ水Vg=103kg/m3×16×10-3m3×9.8N/kg=156.8N F浮=G塑+G孩,G孩=F浮-m塑g=156.8N-4kg×9.8N/kg=117.6N m孩==12kg (3)假设学生全部浸入水中,所受浮力=ρ水g=103kg/m3××9.8N/kg≈480N,G生=m生g=50kg×9.8N/kg=490N,总浮力F总=480N+156.8N=636.8N,总重力G总=490N+4kg×9.8N/kg=529.2N,因为F总>G总,学生漂浮在水面,所以安全. |
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