Question

某港口起吊體積為0.2m³質(zhì)量為500kg的密封貨箱時不慎落入江中，打撈到貨箱后，吊機(jī)用繩子將貨箱從江底勻速向上提升，求：（g取10N/kg）
（1）貨箱未露出水面時，受到水的浮力是多大？此時繩子的拉力是多大？
（2）貨箱露出水面后，再勻速向上提升了10m，此過程中拉力做了多少功？
（3）貨箱被拉上來后放在岸上，已知箱與水平地面間的接觸面為0.2m²，求貨箱對地面的壓強(qiáng)為多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）知道貨箱全浸沒在水中，排開水的體積等于貨箱的體積，利用阿基米德原理求貨箱受到的浮力；而貨箱受到水的浮力加上繩子的拉力等于貨箱重，據(jù)此求繩子的拉力；
（2）貨箱露出水面后，勻速拉動貨箱的拉力等于貨箱重，知道上升的距離，利用功的公式求拉力做功；
（3）在水平地面上，箱子對地面的壓力等于箱子重，知道受力面積，利用壓強(qiáng)公式求貨箱對地面的壓強(qiáng)．
解答：解：（1）貨箱受到水的浮力：
F_浮=ρ_水gv_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.2m³=2000N，
∵F_浮+F_拉=G，
∴繩子的拉力：
F_拉=G-F_浮=500kg×10N/kg-2000N=3000N；
（2）拉力做功：
W=Gh=500kg×10N/kg×10m=50000J；
（3）∵在水平地面上，
∴箱子對地面的壓力：
F=G=500kg×10N/kg=5000N；
箱子對地面的壓強(qiáng)：
p===25000Pa．
答：（1）保險箱受到水的浮力和繩子的拉力各為2000N、3000N；
（2）拉力做了50000J的功；
（3）箱子對地面的壓強(qiáng)為25000Pa．
點評：本題考查了學(xué)生度對重力公式、壓強(qiáng)公式、功的公式、阿基米德原理的掌握和運用，因條件已給出，難度不大，屬于基礎(chǔ)題目．