游客
题文

某游乐场有一种水上娱乐球项目。娱乐球(以下简称“球” ) 是质量分布均匀的空心球,半径为 1 m ,质量为 10 kg ( ρ = 1 × 10 3 kg / m 3 g = 10 N / kg )

(1)质量为 80 kg 的游客坐在球中,当球静止在水面上时,球浸入水中的体积为多少立方米?

(2)游玩结束后,为了将球中的游客安全送上岸,安全员先将水中的球推到岸边;随后安全员始终对球施加最小的力,使球绕岸边的 A 点始终匀速缓慢转动。球转动期间,游客的重心 B 与球心 O 始终在竖直方向的同一条直线上。

①当球转动到如图甲所示位置时, OA 与竖直方向的夹角为 30 ° ,球浸入水中的体积变为 0 . 02 m 3 ,请计算此时安全员施力的大小。

②当球离开水面后,安全员继续用最小的力,将球转动至图乙所示位置,请说出此过程中施力的大小如何变化?

科目 物理   题型 计算题   难度 较难
知识点: 阿基米德原理的应用 杠杆的平衡条件 物体的浮沉条件及其应用
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