Question

夏日炎炎，很多公园都推出了一个叫“水上行走球”的游乐项目如图所示．行走者被关进了一个直径2m多的大塑料球中，充气后封闭起来，然后连任带球被推入水中．如果塑料球和球内气体的质量共计为10kg，游人的质量为60kg，游人和球在水面平匀速行走时，熟料球排开水的体积大约为

0.07

m³（水的密度是1.0×10³kg/m³）；水面下0.1m深处水对熟料球的压强为

98

Pa，此压强对塑料球上面积为0.04m²的“球门”产生的压力为

3.92

N．

Answer 1

分析：（1）求出塑料球、球内气体和游人的总质量，利用重力公式求总重，再根据物体的漂浮条件求受到水的浮力，再利用阿基米德原理塑料球排开水的体积；
（2）根据P=ρgh即可求出水对熟料球的压强；再利用F=pS即可求出对塑料球上“球门”产生的压力．

解答：解：（1）塑料球、球内气体和游人的总质量：
m_总=10kg+60kg=70kg，
塑料球、球内气体和游人的总重：
G_总=m_总g=70kg×9.8N/kg=686N，
∵塑料球漂浮，
∴塑料球受到的浮力：
F_浮=G_总=686N；
又∵F_浮=ρ_水V_排g，
∴V_排=

F浮

ρ水g

=

686N

1×103kg/m3×9.8N/kg

 =0.07m³．
（2）水对熟料球的压强：p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×0.1m=98Pa；
∵p=

F

S

∴F=pS=98Pa×0.04m²=3.92N．
故答案为：0.07；98；3.92．

点评：此题的计算中分别利用了漂浮的条件，阿基米德原理、液体压强的计算公式以及固体压强公式，熟练掌握这些公式和原理，才能顺利解决此题，计算时还要注意单位的统一．