Question

19．小明自制了一個簡易實用的“救生圈”，用一個三通塑料管將3個大號空塑料瓶固定，如圖所示．已知每個空塑料瓶的體積是2L，則此“救生圈”全部浸沒在水中時所受浮力為60N（忽略三通管和繩子的體積，g取10N/kg），扔到水中救人時，人和“救生圈”漂浮在水面上所受的總浮力等于（選填“大于”“等于”或“小于”）總重力．若在該“救生圈”上固定更多的空塑料瓶，使用時可增大（選填“增大”或“減小”）浮力．

Answer 1

分析 已知每個空塑料瓶的體積是2L，可求3個大號空塑料瓶的體積，物體浸沒在水中時，排開水的體積和本身的體積相等，根據阿基米德原理求出受到的浮力．根據阿基米德原理F_浮=G_排分析扔到水中救人時漂浮在水面上所受的總浮力變化；根據F_浮=ρ_水gV_排分析最后一空．

解答 解：3個大號空塑料瓶的體積V=3×2L=6L=6dm³=6×10^-3m³；
此“救生圈”全部浸沒在水中時所受浮力F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×6×10^-3m³=60N；
根據阿基米德原理F_浮=G_排可得：扔到水中救人時，人和“救生圈”漂浮在水面上所受的總浮力等于總重力．
若在該“救生圈”上固定更多的空塑料瓶，V_排增大，由F_浮=ρ_水gV_排可知，使用時浮力增大．
故答案為：60；等于；增大．

點評 本題考查了阿基米德原理的應用，關鍵是知道物體浸沒時排開液體的體積和本身的體積相等．