質(zhì)量為50kg的李墨在游泳時,他吸一小口氣并保持在水中不動時,發(fā)現(xiàn)自己并沒有沉入水底,而是面部露在水面上(身體的其余部分浸在水中).好奇的他在網(wǎng)上查閱了資料,發(fā)現(xiàn)人體的平均密度約為水的密度.根據(jù)以上信息解答問題:
(1)他能浮在水中的原因.
(2)李墨在水中不動,且僅有面部露在水面時所受的浮力是多少?
(3)當他下潛到5m深下,且水平向前游動時,受到水的壓強約是多少?
解:(1)∵人在水面中受重力和浮力的作用,浮力與重力平衡,∴能浮在水中的原因.
(2)∵人漂浮在水面上時,∴根據(jù)漂浮的條件可知:F浮=G物=mg=50kg×9.8N/kg=490N.
(3)∵h=5m,
∴受到水的壓強P=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5m=4.9×104Pa.
答:(1)他能浮在水中的原因是人在水面中受重力和浮力的作用,浮力與重力平衡.
(2)李墨在水中不動,且僅有面部露在水面時所受的浮力是490N.
(3)當他下潛到5m深下,且水平向前游動時,受到水的壓強約是4.9×104Pa.
分析:因為人漂浮在水面上時受重力和浮力的作用,根據(jù)物體的所處的狀態(tài)和漂浮的條件即可判斷能浮在水中的原因和所受浮力的大小.
知道他下潛到的深度,根據(jù)壓強公式p=ρgh即可求受到水的壓強.
點評:解決此題的關(guān)鍵是要明確浮沉條件以及液體壓強公式p=ρgh,并與所描述的現(xiàn)象建立形象的聯(lián)系.