Question

13．在抗震救災中，一名受災群眾找到一張總體積為0.3m³的長方體塑料泡沫床墊進行自救．將其放入水中時，有$\frac{1}{5}$的體積浸沒在水中，這時床墊受到的浮力是多大？將床墊全部壓入水中需要多大力？

Answer 1

分析 （1）先求床墊浸沒在水中的體積，也就是V_排，再利用F_浮=ρ_水V_排g就能求出床墊受到的浮力；
（2）求出床墊全部沉入水中時受到的浮力，再根據(jù)物體的浮沉條件計算壓入水中的力．

解答 解：（1）床墊浸沒在水中的體積：V_排=$\frac{1}{5}$V_物=$\frac{1}{5}$×0.3m³=0.06m³
床墊受到的浮力：F_浮=ρ_水V_排g=1.0×10³kg/m³×0.06m³×9.8N/kg=588N；
（2）將床墊全部壓入水中床墊受到的浮力F${\;}_{{1}_{浮}}$=ρ_水V_物g=1.0×10³kg/m³×0.3m³×9.8N/kg=2940N；
據(jù)物體的浮沉條件，當物體沉入在水中時：G_物＞F_浮
所以將床墊全部壓入水中的力F_壓+G_物＞F_1浮
所以F_壓＞F_1浮-G_物
F_壓＞2940N-588N，
F_壓＞2352N．
答：床墊受到的浮力是588N；將床墊全部壓入水中需要2352N的力．

點評 此題涉及到浮力的計算、漂浮的特點以及重力的計算等知識點，是一道力學綜合題，屬于中等題．