Question

18．肺活量是人的一項重要生理指標(biāo)，其大小可反映一個人的身體素質(zhì)狀況，如圖所示，它是一種測定肺活量（人在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下一次呼出氣體的體積）的裝置示意圖，圖中A為倒扣在水中的圓筒，測量前排盡其中的空氣；測量時，被測者盡力吸足空氣，再通過B管將空氣呼出，呼出的空氣通過導(dǎo)管進(jìn)入A內(nèi)，使A浮起，設(shè)整個過程中溫度不變，已知圓筒A的質(zhì)量為m，橫截面積為S，大氣壓強為P₀、水的密度的為ρ，圓筒浮出水面的高度為h，設(shè)外界大氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，則被測者的肺活量有多大？

Answer 1

分析 由于圓筒所受重力與所受浮力大小相等，根據(jù)阿基米德原理求出圓筒排開水的體積．由于肺活量就是人在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下一次盡力呼出氣體的體積，所以肺活量就等于圓筒內(nèi)氣體的體積，就等于露出水面的體積加上浸入水中的體積（排開水的體積）．

解答 解：因為圓筒漂浮在水面上，所以有F_浮=G=mg，
據(jù)阿基米德原理F_浮=ρgV_排，
即：ρgV_排=mg，
所以V_排=$\frac{mg}{ρg}$，
由于肺活量就是人在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下一次盡力呼出氣體的體積，所以就等于圓筒內(nèi)氣體的體積：
即V=V_排+Sh=$\frac{m}{ρ}$+Sh．
答：被測者的肺活量為$\frac{m}{ρ}$+Sh．

點評 本題考查了呼吸氣原理、物體的漂浮條件、阿基米德原理的計算等，綜合性強，要求靈活選用所學(xué)知識分析計算．