在一次沉船打撈過程中,將一只鐵錨從水下100m深處勻速緩慢的拉到水下10m深 處,不考慮水的阻力.假如鐵錨重為7900N,已知ρ=7.9×103kg/m3,ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg.求:
(1)在100米深處,水對鐵錨產(chǎn)生的壓強(qiáng).
(2)鐵錨在水中受到的浮力.
(3)在勻速拉動(dòng)鐵錨上升的過程中,繩對鐵錨的拉力及拉力做的功.
【答案】分析:(1)知道水的密度和鐵錨在水中所處的深度,可利用公式P=ρgh計(jì)算出水對鐵錨產(chǎn)生的壓強(qiáng).
(2)知道鐵錨的重力,可利用公式m=計(jì)算出鐵錨的質(zhì)量,又知道鐵錨的密度,可利用公式v=計(jì)算出鐵錨的體積,鐵錨浸沒在水中,則鐵錨排開水的體積就等于鐵錨的體積,最后再利用公式Fvg計(jì)算出鐵錨在水中受到的浮力.
(3)知道鐵錨的重力和鐵錨所受到的浮力,可利用公式F=G-F計(jì)算出拉力的大小,又知道在拉力的方向上移動(dòng)的距離,可利用公式W=FS計(jì)算出拉力做的功.
解答:解:
(1)∵ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,h=100m,
∴水對鐵錨產(chǎn)生的壓強(qiáng)為:P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×100m=1.0×106Pa.
(2)∵G=7900N,
∴鐵錨的質(zhì)量為:m===790kg,
而ρ=7.9×103kg/m3
∴鐵錨的體積為:v===0.1m3
∵鐵錨浸沒在水中,
∴v=v=0.1m3
則鐵錨在水中受到的浮力為:Fvg=1.0×103kg/m3×0.1m3×10N/kg=1000N.
(3)∵G=7900N,F(xiàn)=1000N,
∴繩對鐵錨的拉力為:F=G-F=7900N-1000N=6900N,
而s=100m-10m=90m,
∴拉力做的功為:W=Fs=6900N×90m=6.21×105J.
答:(1)在100米深處,水對鐵錨產(chǎn)生的壓強(qiáng)為1.0×106Pa.
(2)鐵錨在水中受到的浮力為1000N.
(3)在勻速拉動(dòng)鐵錨上升的過程中,繩對鐵錨的拉力為6900N,拉力做的功為6.21×105J.
點(diǎn)評:本題考查了重力的計(jì)算、密度的計(jì)算、液體壓強(qiáng)、浮力和功的計(jì)算,不過都是公式的直接應(yīng)用,重在考查同學(xué)們基本公式的應(yīng)用能力,難度不大.
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(1)在100米深處,水對鐵錨產(chǎn)生的壓強(qiáng).
(2)鐵錨在水中受到的浮力.
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(1)在100m深處,水對鐵錨產(chǎn)生的壓強(qiáng)。

(2)鐵錨在水中受到的浮力

(3)在勻速拉動(dòng)鐵錨上升的過程 ,繩對鐵錨的拉力及拉力做的功。

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