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如图是湖南师范大学学生发明的水上自行车,车下固定 5 个充满气的气囊,每个气囊的...

如图是湖南师范大学学生发明的水上自行车,车下固定 5 个充满气的气囊,每个气囊的体积均为 30×10­2 m 3,已知该水上自行车的总质量为 25kg,不计车轮浸入水中的体积。g 10N/kg

1当自行车停放在水面上没人骑行时,气囊排开水的总体积为多少?

2当质量为 75kg 的人骑行时,固定在正中间的 1 个气囊破裂,该自行车是否还能安全骑行?请通过计算说明。

 

(1)2.5×10-2m3;(2)F浮>G,所以自行车还能安全骑行 【解析】 试题分析:(1)自行车处于漂浮状态,浮力等于重力:F浮= G= mg=25 kg×10 N / kg =250 N ,根据阿基米德原理可知,气囊排开水的总体积为V排=F浮/ρ水g=250N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=2.5×10-2m3;(2)1 个气囊破裂后,自行车排开水的最大体积V排=4×3.0×10-2m3=0.12m3,此时所受到的浮力大小为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=1.2×103N;自行车和人的总重:G=(m人+m车)g=(75kg+25kg)×10N/kg=1000N,由于F浮>G,所以自行车还能安全骑行。 【考点定位】阿基米德原理  
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考点分析:
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