Question

航天员进行失重或微重力训练时，用到的方法是在地面用浮力水槽让宇航员产生漂然感觉，模拟训练航天员在失重时进行工作和维修．浮力水槽模拟失重的原理是，通过增减配重和漂浮器，使宇航员悬浮在水中，获得模拟失重的感觉和效应．一般是将1：1的航天器放入水槽中，航天员穿上改制的舱外航天服，进行出舱活动程序的模拟和技能的训练．质量为75kg的宇航员，若所带配重及所着模拟宇航服质量为25kg，人自身的密度设为1.05×10³kg/m³，ρ_水=1×10³kg/m³，g=10N/kg．
求：（1）宇航员在浮力水槽中训练时所受的浮力；
（2）宇航员在水面以下2m深时受到水的压强．

Answer 1

分析：（1）知道人和配重的质量，利用重力公式求总重，因为宇航员漂浮，利用物体的漂浮条求宇航员受到的浮力；
（2）知道宇航员所处的深度，利用液体压强公式求宇航员受到水的压强．

解答：解：（1）∵宇航员漂浮，
∴F_浮=G_总=m_人g+m_物g=（75kg+25kg）×10N/kg=1000N，
（2）根据p=ρgh得：
宇航员在水面以下2m深时受到水的压强p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×2m=2×10⁴Pa，
答：（1）宇航员在浮力水槽中训练时所受的浮力为1000N；
（2）宇航员在水面以下2m深时受到水的压强为2×10⁴Pa．

点评：本题为力学综合题，考查了学生对密度公式、重力公式、液体压强公式的掌握和运用，计算时要求灵活先用公式，并注意单位统一．