（2007全國初中應用物理知識競賽複賽題）12分）我們已經知道，肺活量是一個人做最大吸氣後再做最大呼氣所呼出的...

問題詳情：

（2007全國初中應用物理知識競賽複賽題）12分）我們已經知道，肺活量是一個人做最大吸氣後再做最大呼氣所呼出的氣體的體積，單位是毫升（ml）。肺活量是身體機能的重要指標之一，對青少年的成長及日後身體是否健康都關係重大。我們要注意增強自身的肺活量。圖2所示的是一種測定肺活量的實用方法，圖中A為倒扣在水中的開口薄壁圓筒，測量前排盡其中的空氣（即測量前筒內充滿水）。測量時，被測者吸足空氣，再通過B儘量將空氣呼出，呼出的空氣通過導管進入A內，使A浮起。測得圓筒質量為m，橫截面積為S，筒底浮出水面的高度為H，大氣壓強為p0，求：

此時圓筒內氣體的體積。

此時筒內氣體的壓強。

“肺活量體重指數”是人體重要的呼吸機能指數，它主要通過人體的肺活量與體重的比值來反映肺活量和體量的相關程度，用以對不同年齡、*別的個體與羣體進行客觀的定量比較分析。

肺活量體重指數=肺活量/體重，單位是ml/kg

例如，我國初三年級男生肺活量體重指數標準：67以上為優秀；50-66為良好；33-49為及格；32以下為不及格。

如果體重60kg的小強用上面的肺活量儀測肺活量，測得H=18cm，已知筒A的質量為200g，橫截面積為200cm2，請計算他的肺活量體重指數是多少？

【回答】

1．因為圓筒漂浮在水面上，所以有F浮=G=mg，

又據阿基米德原理F浮=ρ水gV排，

所以ρ水gV排=mg,，V排=m/ρ水，

筒內氣體的總體積V=V排+SH=m/p水+SH。

2．如題圖2，筒外水面比筒內水面高出高度為h=V排/S=m/（ρ水S）。

由分析得：筒內氣體壓強為p=p0+ρ水gh=p0+ρ水g m/（ρ水S）=p0+mg/S。

3．他的肺活量為

V=V排+SH=m/p水+SH=200g/（1g/cm3）+200cm2×18cm=3800cm3=3800ml。

肺活量體重指數=肺活量/體重=3800 ml /60 kg =63ml/kg。

知識點：物理競賽

題型：計算題