如图是湖南师范大学学生发明的水上自行车，车下固定5个充满气的气囊，每个气囊的体积均为3.0×10-2m3，已知该水上自行车的总质量为25kg，不计车轮浸入水中的体积．（g取10N/kg）（1）当自

Question

如图是湖南师范大学学生发明的水上自行车，车下固定5个充满气的气囊，每个气囊的体积均为3.0×10^-2m³，已知该水上自行车的总质量为25kg，不计车轮浸入水中的体积．（g取10N/kg）

（1）当自行车停放在水面上没人骑行时，气囊排开水的总体积为多少？
（2）当质量为75kg的人骑行时，固定在正中间的1个气囊破裂，该自行车是否还能安全骑行？请通过计算说明．

Answer 1

（1）当自行车停放在水面上没人骑行时处于漂浮状态，
则自行车受到的浮力：
F_浮=G_车=m_车g=25kg×10N/kg=250N，
由F_浮=ρgV_排可得，气囊排开水的总体积：
V_排=(F浮)/(ρ水g)=(250N)/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=0.025m³；
（2）当质量为75kg的人骑行恰好漂浮时，
则受到的浮力：
F_浮′=G_总=（m_人+m_车）g=（75kg+25kg）×10N/kg=1000N，
排开水的体积：
V_排′=(F浮′)/(ρ水g)=(1000N)/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=0.1m³，
剩余气囊的总体积：
V=4×3.0×10^-2m³=0.12m³，
因V_排′<V，
所以，该自行车能安全骑行．
答：（1）当自行车停放在水面上没人骑行时，气囊排开水的总体积为0.025m³；
（2）当质量为75kg的人骑行时，固定在正中间的1个气囊破裂，该自行车还能安全骑行．