Question

為迎接2008年奧運(yùn)會，我國運(yùn)動(dòng)健兒正進(jìn)行刻苦訓(xùn)練．一位質(zhì)量為45kg的運(yùn)動(dòng)員在練習(xí)lOm跳臺跳水時(shí)，某次向上躍起后在空中的最高點(diǎn)A距水面的高度為10.5m（如圖所示）．假設(shè)運(yùn)動(dòng)員潛入水中的最大深度為3m，人的密度與水的密度相等（不考慮人的身高）．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，求出三個(gè)未知的物理量．（p_水=1.0×lO³kg/m³）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量，利用公式G=mg即可求出運(yùn)動(dòng)員的重力；
（2）運(yùn)動(dòng)員從跳臺起跳的高度為A距水面的高度減去lOm跳臺；
（3）根據(jù)液體壓強(qiáng)公式將h=3m代入p=ρ_水gh即可；
（4）根據(jù)密度公式變形利用V=

m

ρ

即可求出運(yùn)動(dòng)員的體積；
（5）因?yàn)楦鶕?jù)運(yùn)動(dòng)員潛入水中，所以它排開的水的體積即為運(yùn)動(dòng)員的體積，然后利用F_浮=G_排=ρ_水gV_排即可求出運(yùn)動(dòng)員潛入水中受到的浮力；
（6）運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)到水面，沿重力方向移動(dòng)的距離為h=10.5m，利用W=Gh即可求出重力所做的功

解答：解：（1）運(yùn)動(dòng)員的重力為：G=mg=45kg×10N/kg=450N；
（2）運(yùn)動(dòng)員從跳臺起跳的高度為：h=10.5m-10m=0.5m；
（3）運(yùn)動(dòng)員在水下3m處的壓強(qiáng)為：p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×3m=3×10⁴Pa；
（4）運(yùn)動(dòng)員的體積為：V=

m

ρ

=

45kg

1×103kg/m3

=0.045m3；
（5）運(yùn)動(dòng)員潛入水中受到的浮力：
F_浮=G_排=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.045m³=450N；
（6）運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)到水面，重力所做的功：W=Gh=450N×10.5m=4725J．

點(diǎn)評：此題屬于開放型，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出多個(gè)物理量，關(guān)鍵是學(xué)生對重力的計(jì)算，壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算，密度公式的變形等知識點(diǎn)熟練掌握才行．