Question

13．在抗震救灾中，一名受灾群众找到一张总体积为0.3m³的长方体塑料泡沫床垫进行自救．将其放入水中时，有$\frac{1}{5}$的体积浸没在水中，这时床垫受到的浮力是多大？将床垫全部压入水中需要多大力？

Answer 1

分析 （1）先求床垫浸没在水中的体积，也就是V_排，再利用F_浮=ρ_水V_排g就能求出床垫受到的浮力；
（2）求出床垫全部沉入水中时受到的浮力，再根据物体的浮沉条件计算压入水中的力．

解答 解：（1）床垫浸没在水中的体积：V_排=$\frac{1}{5}$V_物=$\frac{1}{5}$×0.3m³=0.06m³
床垫受到的浮力：F_浮=ρ_水V_排g=1.0×10³kg/m³×0.06m³×9.8N/kg=588N；
（2）将床垫全部压入水中床垫受到的浮力F${\;}_{{1}_{浮}}$=ρ_水V_物g=1.0×10³kg/m³×0.3m³×9.8N/kg=2940N；
据物体的浮沉条件，当物体沉入在水中时：G_物＞F_浮
所以将床垫全部压入水中的力F_压+G_物＞F_1浮
所以F_压＞F_1浮-G_物
F_压＞2940N-588N，
F_压＞2352N．
答：床垫受到的浮力是588N；将床垫全部压入水中需要2352N的力．

点评 此题涉及到浮力的计算、漂浮的特点以及重力的计算等知识点，是一道力学综合题，属于中等题．