Question

如圖所示，在水面上方離水面高為h=5m的地方有一質(zhì)量M=4kg的鐵箱，現(xiàn)將鐵箱（可視為質(zhì)點）由靜止開始下落，在鐵箱進(jìn)入水中之前忽略一切阻力，浸入水中之后受到浮力作用做勻減速運動，經(jīng)過5s速度減為零．（g=10m/s²）求：
（1）鐵箱到達(dá)水面時的速度是多少？
（2）鐵箱在水中受到的浮力是多少？

Answer 1

分析：（1）鐵箱在水面上方做自由落體運動，根據(jù)v²=2gh即可求解鐵箱到達(dá)水面時的速度；
（2）根據(jù)勻變速直線運動速度時間公式求出鐵箱在水中運動的加速度，再根據(jù)牛頓第二定律求出浮力．

解答：解：（1）鐵箱在水面上方做自由落體運動，根據(jù)v²=2gh得：
v=

2gh

=

100

=10m/s；
（2）浸入水中之后受到浮力作用做勻減速運動，則
a=

△v

△t

0-10

5

=-2m/s2
根據(jù)牛頓第二定律得：
mg-F_浮力=ma
解得：F_浮力=mg-ma=40+8=48N；
答：（1）鐵箱到達(dá)水面時的速度是10m/s；
（2）鐵箱在水中受到的浮力是48N．

點評：本題主要考查了勻變速直線運動基本公式及牛頓第二定律的直接應(yīng)用，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．