“水中救險”是拓展訓練營的一個項目,參賽選手用一張質量分布均勻的長方形床墊,其總體積為0.3m3.將床墊放入水中時,床墊有1/3體積浸沒在水中.若被救者的平均質量為50kg,且要求被救者不得浸入水中.該床墊上一次最多能救起________個人.(g取10N/kg)
4
(1)根據床墊放入水中時,床墊有體積浸沒在水中時,求出浮力大小,再根據浮力等于重力確定床墊的重力,再次利用阿基米德原理求出床墊滿載時的浮力;
(2)由于床墊始終漂浮,利用床墊漂浮時浮力等于重力,已知床墊的重力和滿載時所受的浮力,根據力的合成可求出能承載的人的重力、質量,即可得能承載的人數.
解答:
(1)床墊排開水的體積:v排=×0.3m3=0.1m3,
床墊受到的浮力:F浮=ρgv排=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N;
∵床墊漂浮,
∴床墊重:G=F浮=1000N,
(2)床墊剛好全浸入時,受到的浮力:F浮′=ρgv=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m3=3000N;
此時應滿足:F浮′=G+nm人g,
3000N=1000N+n×50g×10N/kg
∴最多能承載的人數:
n=4.
故答案為:4.
點評:本題難度大,考查了重力公式、阿基米德原理、物體的漂浮條件等內容.本題關鍵:一是公式及其變形的靈活運用,二是力的合成的應用.