Question

20．为安全起见，初学游泳者常使用一块泡沫浮板，用双臂把浮板压入水中，借助浮板所受的浮力来辅助游泳．已知泡沫浮板的质量是0.3kg，体积为3×10^-3cm³．（g=10N/kg）求：
（1）当浮板自由漂浮在水面上时，浮板受到的重力和浮力的大小．
（2）浮板被全部压没入水中时，浮板受到的浮力大小．

Answer 1

分析 （1）已知质量，利用G=-mg可求泡沫浮板的重力；根据物体漂浮条件可求，浮浮板自由漂浮在水面上时受到的浮力；
（3）已知泡沫浮板的浮力和水的密度，利用F_浮=ρgV_排可求其排开水的体积，泡沫浮板整块压人水中时，其体积等于排开水的体积．

解答 解：（1）浮板受到的重力：G=mg=0.3kg×10N/kg=3N；
当浮板自由漂浮在水面上时，F_浮=G=3N；
（2）浮板被全部压没入水中时，排开水的体积等于其体积，即V_排=V=3×10^-3cm³，
板受到的浮力为：${F}_{浮}^{′}$=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×3×10^-3cm³=30N．
答：（1）当浮板自由漂浮在水面上时，浮板受到的重力和浮力的大小分别为3N、3N．
（2）浮板被全部压没入水中时，浮板受到的浮力大小为30N．

点评 此题考查重力、浮力的计算，同时考查物体漂浮条件的应用，关键是知道浮板被全部压没入水中时，排开水的体积等于其体积．