解题思路:(1)游泳后上岸感到冷,是因为身上水分蒸发吸热致冷造成的;游泳时向后划水人向前进,是因为物体间力的作用是相互的.
(2)①利用体积公式计算出体积比,然后利用密度公式计算出甲乙丙的质量比即三球所受重力比;
②甲利用漂浮的条件计算出与丙的关系,乙利用悬浮的条件计算出与丙的关系,然后计算出甲乙的空心体积比
(1)现象解释一:蒸发是一个吸热的过程.游完泳上岸时,皮肤上的水分蒸发,吸收身体的热量.因此上岸后感到冷.
现象解释二:力的作用是相互的.游泳时,对水施加一个向后的力,同时身体受到水向前力.因此向后划水身体却向前运动.
(2)1.由题意及图象可知:甲漂浮、乙悬浮、丙沉底,甲、乙空心,丙实心,设甲、乙、丙三球的体积分别为V甲、V乙、V丙;因为甲乙丙三个半径之比r甲:r乙:r丙=3:2:1,所以有:V甲:V乙:V丙=27:8:1…(1)
甲球漂浮,V甲排=[v/2],甲=[1/2]×27V丙G甲=F浮甲=ρ0gV甲排=ρ0g×[1/2]×V甲=
ρ丙
3×g×
27v丙
2=
27ρ丙gv丙
6…(2)
乙球悬浮,V乙排=V乙=8V丙G乙=F浮乙=ρ0gV乙排=ρ0g×V乙=
ρ丙g8v丙
3=
16ρ丙gv丙
6…(3)
丙是实心,G丙=ρ丙×g×V丙=
6ρ丙gv丙
6…(4)
由(2)、(3)、(4)式可以看出:G甲:G乙:G丙=27:16:6;2.因为ρ甲:ρ乙:ρ丙=3:2:1,所以:ρ甲=3ρ丙,ρ乙=2ρ丙
注意到(1)式,有:V甲=27V丙、V乙=8V丙甲漂浮时,G甲=F浮甲,即:ρ甲g(V甲-V空甲)=
27ρ丙gv丙
6;
解得:V空甲=25.5V丙;乙悬浮时,G乙=F浮乙,即:ρ乙g(V乙-V空乙)=
16ρ丙gv丙
6;
解得:V空乙=
20v丙
3;
所以:V空甲:V空乙=153:40
答:(1)现象解释一:游完泳上岸时,皮肤上的水分蒸发,吸收身体的热量.因此上岸后感到冷.
现象解释二:游泳时,对水施加一个向后的力,同时身体受到水向前力.因此向后划水身体却向前运动.
(2)27:16:6;153:40
点评:
本题考点: 浮力大小的计算;密度的计算;密度公式的应用;重力的计算.
考点点评: 本题涉及知识点多,易出错;特别是第二问涉及浮力知识,要灵活利用密度公式,重力公式,漂浮、悬浮的条件等公式计算.