Question

一道初中的物理题目，求详细的解答过程

有一泡沫塑料的救生圈，质量为4千克，飘浮在水面上时，露出水面部分的体积是救生圈总体积的3/4，当一个小孩躺在上面恰使救生圈全部浸入水中。求：（1）制救生圈的泡沫塑料的密度：（2）小孩的质量：（3）若有一质量为50千克的学生用此救生圈，是否安全？（人体密度为1.0×103千克/立方米，人的头部约占人体总体积的1/10，g取10牛/千克）

Answer 1

1.浮力＝重力＝4*10＝40N
所以排开水的体积＝40/10＝4L
所以
救生圈体积＝4/(1/4)=16
所以救生圈密度＝4/(16)=0.25，即250千克/立方米
2.最大可以产生浮力＝16*10＝160N
所以小孩子质量＝160-40＝120N ，即12千克
3.人的体积＝50/1.02＝49L，总排开水的体积＝49+4＝53，所以最大浮力＝53*10＝530 ，总重力＝50*10+40＝540 大于浮力 ，因此是不安全的

Answer 2

t=t1-t2
t=s/v1-s/v2
0.1=s/340-s/5100
s=36.43m