【題目】如圖是湖南師范大學(xué)學(xué)生發(fā)明的水上自行車,車下固定5個(gè)充滿氣的氣囊,每個(gè)氣囊的體積均為3.0×10﹣2m3 , 已知該水上自行車的總質(zhì)量為25kg,不計(jì)車輪浸入水中的體積.(g取10N/kg)
(1)當(dāng)自行車停放在水面上沒(méi)人騎行時(shí),氣囊排開(kāi)水的總體積為多少?
(2)當(dāng)質(zhì)量為75kg的人騎行時(shí),固定在正中間的1個(gè)氣囊破裂,該自行車是否還能安全騎行?請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明.

【答案】
(1)解:當(dāng)自行車停放在水面上沒(méi)人騎行時(shí)處于漂浮狀態(tài),

則自行車受到的浮力:

F=G=mg=25kg×10N/kg=250N,

由F=ρgV可得,氣囊排開(kāi)水的總體積:

V= = =0.025m3

答:當(dāng)自行車停放在水面上沒(méi)人騎行時(shí),氣囊排開(kāi)水的總體積為0.025m3


(2)解:當(dāng)質(zhì)量為75kg的人騎行恰好漂浮時(shí),

則受到的浮力:

F′=G=(m+m)g=(75kg+25kg)×10N/kg=1000N,

排開(kāi)水的體積:

V′= = =0.1m3,

剩余氣囊的總體積:

V=4×3.0×10﹣2m3=0.12m3

因V′<V,

所以,該自行車能安全騎行

答:當(dāng)質(zhì)量為75kg的人騎行時(shí),固定在正中間的1個(gè)氣囊破裂,該自行車還能安全騎行


【解析】(1)當(dāng)自行車停放在水面上沒(méi)人騎行時(shí)處于漂浮狀態(tài),受到的浮力和自身的重力相等,根據(jù)F=G=mg求出浮力的大小,根據(jù)阿基米德原理求出氣囊排開(kāi)水的總體積;(2)當(dāng)質(zhì)量為75kg的人騎行恰好漂浮時(shí)受到的浮力等于自行車和人的重力之和,根據(jù)阿基米德原理求出排開(kāi)水的體積,然后與氣囊的總體積相比較得出答案.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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D. 迎著月光或背著月光走,都應(yīng)是地上發(fā)暗處是水

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【題目】如圖所示是用壓強(qiáng)計(jì)探究“液體內(nèi)部壓強(qiáng)”的實(shí)驗(yàn).
(1)實(shí)驗(yàn)前,先檢查壓強(qiáng)計(jì)探頭、膠管和U型管的連接是否 , 再經(jīng)過(guò)調(diào)整使U型管兩側(cè)液面的高度;
(2)把探頭放入水中,U型管兩側(cè)液面出現(xiàn)高度差,則其高度差(選填“等于”或“反映”)探頭受到的壓強(qiáng)大小,其應(yīng)用的物理方法是法.
(3)把探頭固定在水中某一深度不變,轉(zhuǎn)動(dòng)探頭朝著各個(gè)方向,發(fā)現(xiàn)右邊U型管兩邊液面的高度差均不改變.由此可知:在同一深度,液體內(nèi)部向各個(gè)方向的壓強(qiáng)
(4)把探頭慢慢下移,發(fā)現(xiàn)U型管兩邊液面的高度差逐漸增大,從而得知:在同一種液體里,液體的壓強(qiáng)隨的增加而增大.
(5)將燒杯中的水換成濃鹽水,觀察發(fā)現(xiàn),在相同的深度時(shí),探頭在濃鹽水時(shí)U型管兩邊液面的高度差增大了,由此得到的結(jié)論是什么?

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【題目】小云同學(xué)在學(xué)習(xí)了“阿基米德原理”后,發(fā)現(xiàn)用彈簧測(cè)力計(jì)也可以測(cè)出液體的密度,下面是他設(shè)計(jì)測(cè)量鹽水密度的實(shí)驗(yàn)步驟:
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(2)如圖乙,將掛在彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤上的合金塊浸沒(méi)在鹽水中,彈簧秤的示數(shù)F=N,則合金塊浸沒(méi)在鹽水中所受到的浮力F=N;
(3)根據(jù)阿基米德原理計(jì)算該鹽水的密度ρ=kg/m3 . (ρ合金=8.0×103kg/m3、g取10N/kg) 實(shí)驗(yàn)完成后,小云同學(xué)繼續(xù)思考:如果在步驟(2)中合金塊只有部分浸入鹽水中(如圖丙),則按上述步驟測(cè)出的鹽水密度比真實(shí)值要(選填“偏大”或“偏小”).

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