Question

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．已知泡沫浮板的密度是0.1×10³kg/m³，体积为3000cm³．（，g=10N/kg）求：
（1）当浮板自由漂浮在水面上时，浮板受到的浮力的大小．
（2）浮板被压没入水中静止时，浮板受到双臂的压力的大小．

Answer

（1）已知泡沫浮板的密度和体积，利用ρ=可求得其质量，然后可知其重力，再根据漂浮时浮力等于重力可求得受到的浮力．
（2）当木块刚好全部没入水中时，木块受到的浮力等于木块重加上手对木块的压力，据此求出手对木块的压力．
【解析】
（1）V=3000cm3=3×10-3m3，
∵ρ=，
∴m=ρV=0.1×103kg/m3×3×10-3m3=0.3kg，
G=mg=0.3kg×10N/kg=3N，
∵浮板自由漂浮在水面上，
∴浮板受到的浮力F浮=G=3N．
（2）∵浮板被压没入水中，
∴V排=V，
F浮′=ρ水gV排=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N，
∵木块完全浸没时：
F浮′=F压+G木，
∴手对木块的压力：
F压=F浮′-G木=30N-3N=27N；
答：（1）当浮板自由漂浮在水面上时，浮板受到的浮力为3N．
（2）浮板被压没入水中静止时，浮板受到双臂的压力为27N．