Question

【題目】某港口起吊體積為0.2m3質量為500kg的密封貨箱時不慎落入江中，打撈到貨箱后，吊機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為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：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）解：拉力做功：

W=Gh=500kg×10N/kg×10m=50000J

（3）解：∵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：

p= = =25000Pa

【解析】（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，利用壓強公式求貨箱對地面的壓強．
【考點精析】掌握力的合成與應用和重力的計算是解答本題的根本，需要知道如果已知幾個力的大小和方向，求合力的大小和方向稱為力的合成．（求合力時，一定要注意力的方向） 注意：同一直線上的兩個力，方向相同時，合力必大于其中的任何一個力．方向相反的兩個力，大小相等時，合力為0；大小不等時，合力一定小于較大的力，可能大于較小的力，也可能小于較小的力；重力的計算公式：G=mg．