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为救生圈体积的3/4.当一小孩躺在上
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(1)设救生圈的密度为ρ,体积为V,由露出水面部分的体积是救生圈的 3 4 ,可知浸入水中的体积V 排 = 1 4 V.因救生圈是漂浮在水面上,所以F 浮 =G 救生圈 ,即ρ 水 gV 排 =m 救生圈 g,ρ 水 × 1 4 V=4kg,解得V=1.6×10 -2 m 3 .故救生圈的密度:ρ= m 救生圈 V = 4kg 1.6×1 0 -2 m 3 =250kg/m 3 . (2)当一小孩躺在上面(未浸入水),恰好使救生圈全部浸入水中,受到的浮力:F 浮 =ρ 水 g×V=1000kg/m 3 ×10N/kg×1.6×10 -2 m 3 =1.6×10 2 N;因为F 浮 =G 救生圈 +G 小孩 ,所以小孩的重力为G 小孩 =F 浮 -G 救生圈 =1.6×10 2 N-4kg×10N/kg=120N;则小孩的质量m 小孩 = G 小孩 g = 120N 10N/kg =12kg. (3)质量为50千克的学生用此救生圈,其总重力:它缘G 总 =m 救生圈 g+m 学生 g=4kg×10N/kg+50kg×10N/kg=540N,质量为50千克的学生的体积:V 学生 = m 学生 ρ 人 = 50kg 1×1 0 3 kg/ m 3 =5×10 -2 m 3 ,为了保证学生体积的2/5露出水面,则此时救生圈和人受到的总浮力:F 浮 =ρ 水 g(V 救生圈 + 3 5 V 人 )=1000kg/m 3 ×10N/kg×(1.6×10 -2 m 3 + 3 5 ×5×10 -2 m 3 )=460N<540N;故该学生用此救生圈不安全.答:(1)救生圈否葵笼的密度为250kg/m 3 .(2)小孩的质量为12kg.;(3)若有一质量为50kg的学生饥锅用此救生圈,是不安全的.