Question

夏日炎炎，很多公園都推出了一個(gè)叫“水上行走球”的游樂項(xiàng)目如圖所示．行走者被關(guān)進(jìn)了一個(gè)直徑2m多的大塑料球中，充氣后封閉起來，然后連任帶球被推入水中．如果塑料球和球內(nèi)氣體的質(zhì)量共計(jì)為10kg，游人的質(zhì)量為60kg，游人和球在水面平勻速行走時(shí)，熟料球排開水的體積大約為

0.07

m³（水的密度是1.0×10³kg/m³）；水面下0.1m深處水對熟料球的壓強(qiáng)為

98

Pa，此壓強(qiáng)對塑料球上面積為0.04m²的“球門”產(chǎn)生的壓力為

3.92

N．

Answer 1

分析：（1）求出塑料球、球內(nèi)氣體和游人的總質(zhì)量，利用重力公式求總重，再根據(jù)物體的漂浮條件求受到水的浮力，再利用阿基米德原理塑料球排開水的體積；
（2）根據(jù)P=ρgh即可求出水對熟料球的壓強(qiáng)；再利用F=pS即可求出對塑料球上“球門”產(chǎn)生的壓力．

解答：解：（1）塑料球、球內(nèi)氣體和游人的總質(zhì)量：
m_總=10kg+60kg=70kg，
塑料球、球內(nèi)氣體和游人的總重：
G_總=m_總g=70kg×9.8N/kg=686N，
∵塑料球漂浮，
∴塑料球受到的浮力：
F_浮=G_總=686N；
又∵F_浮=ρ_水V_排g，
∴V_排=

F浮

ρ水g

=

686N

1×103kg/m3×9.8N/kg

 =0.07m³．
（2）水對熟料球的壓強(qiáng)：p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×0.1m=98Pa；
∵p=

F

S

∴F=pS=98Pa×0.04m²=3.92N．
故答案為：0.07；98；3.92．

點(diǎn)評：此題的計(jì)算中分別利用了漂浮的條件，阿基米德原理、液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式以及固體壓強(qiáng)公式，熟練掌握這些公式和原理，才能順利解決此題，計(jì)算時(shí)還要注意單位的統(tǒng)一．