Question

儿童练习游泳时穿的一种“救生衣”实质是将泡沫塑料包缝在背心上．使用时，穿上这种“救生衣”，泡沫塑料位于人的胸部．为确保人的安全，必须使人的头部露出水面儿童的体重约为300牛，人的密度约为l.06×10³千克/米³，人的头部体积约占人体总体积的十分之一，泡沫塑料的密度约为10千克/米³，则此儿童使用的“救生衣”的最小体积为    ．

Answer

（1）根据人的质量和密度，可以求出人体的总体积；人的头部约占人体总体积的十分之一，可以求出浸入水中的体积．所受的浮力可以用F浮=ρ水gV排求出．
（2）救生衣和儿童的身体的总重力应该与救生衣和儿童身体的浮力相同．设救生衣的体积为V，有关系式F浮=G总，利用F浮+ρ水gV=G人+ρ塑gV即可求出“救生衣”的最小体积．
【解析】
（1）G人=m人g=ρ人V人g
人的总体积V人=
人身体进入水的体积V排=V人-V人=V人=0.9×2.89×10-2米3=2.6×10-2米3
所受浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×9.8N/kg×2.6×10-2m3=260N．
（2）设救生衣的体积为V，有关系式F浮=G总
F浮+ρ水gV=G人+ρ塑gV
V=
故答案：为4×10-3m3．