Question

（2008?青島）綜合問答題：
（1）暑假，小宇到海水浴場游泳．請你運用2個物理知識分別解釋其中2個現(xiàn)象．
①解釋現(xiàn)象一：
②解釋現(xiàn)象二：
（2）甲乙丙三個半徑之比r_甲：r_乙：r_丙=3：2：1（球的體積公式V=（4/3）лr³），材料的密度之比ρ_甲：ρ_乙：ρ_丙=3：2：1，其中甲和乙為空心球．現(xiàn)將三個小球放在密度為ρ₀=ρ_丙/3的液體中，靜止時如圖所示，甲球有一半體積在液面之上．則：①三球所受重力之比G_甲：G_乙：G_丙=

27：16：6

．②甲乙兩球空心體積之比V_空甲：V_空乙=

153：40

．

Answer 1

分析：（1）游泳后上岸感到冷，是因為身上水分蒸發(fā)吸熱致冷造成的；游泳時向后劃水人向前進，是因為物體間力的作用是相互的．
（2）①利用體積公式計算出體積比，然后利用密度公式計算出甲乙丙的質量比即三球所受重力比；
②甲利用漂浮的條件計算出與丙的關系，乙利用懸浮的條件計算出與丙的關系，然后計算出甲乙的空心體積比

解答：解：（1）現(xiàn)象解釋一：蒸發(fā)是一個吸熱的過程．游完泳上岸時，皮膚上的水分蒸發(fā)，吸收身體的熱量．因此上岸后感到冷．
現(xiàn)象解釋二：力的作用是相互的．游泳時，對水施加一個向后的力，同時身體受到水向前力．因此向后劃水身體卻向前運動．
（2）1．由題意及圖象可知：甲漂浮、乙懸浮、丙沉底，甲、乙空心，丙實心，設甲、乙、丙三球的體積分別為V_甲、V_乙、V_丙；因為甲乙丙三個半徑之比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）
乙球懸浮，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）
丙是實心，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．因為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_丙甲漂浮時，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；乙懸浮時，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）現(xiàn)象解釋一：游完泳上岸時，皮膚上的水分蒸發(fā)，吸收身體的熱量．因此上岸后感到冷．
現(xiàn)象解釋二：游泳時，對水施加一個向后的力，同時身體受到水向前力．因此向后劃水身體卻向前運動．
（2）27：16：6；153：40

點評：本題涉及知識點多，易出錯；特別是第二問涉及浮力知識，要靈活利用密度公式，重力公式，漂浮、懸浮的條件等公式計算．