Question

2013年5月2日，由荷蘭概念藝術(shù)家霍夫曼創(chuàng)作的世界上最大巨型橡皮鴨在香港維多利亞港展出．橡皮鴨由200塊聚氯乙烯制造而成，重量約600kg高和寬約為16.5m，長(zhǎng)19.2m，為了不讓橡皮鴨有機(jī)會(huì)“逃跑”，橡皮鴨的底部有一個(gè)13米的浮動(dòng)床承托著，設(shè)計(jì)者還特制了9t石碼，這樣可以將橡皮鴨安心地固定在海中，如圖所示．（設(shè)、、、g取10N/kg）                  
（1）橡皮鴨充氣體積約為5000m³．充入空氣的質(zhì)量；
（2）距離水面5m深處石碼受到的壓強(qiáng)；
（3）漲潮時(shí)，石碼拉著浮床且剛好離開(kāi)海底，浮床受到石碼的拉力．

Answer 1

【答案】分析：（1）已知橡皮鴨充氣體積和空氣密度，利用密度公式變形可求得充入空氣的質(zhì)量；
（2）根據(jù)p=ρgh求得距離水面5m深處石碼受到的壓強(qiáng)；
（3）根據(jù)石碼的質(zhì)量和密度可求得其體積，然后可求得其浮力大小，再根據(jù)F_浮-G=F_拉可求得浮床受到石碼的拉力．
解答：解：（1）
∵ρ=，
∴m=ρV=1.29kg/m³×5000m³=6450kg．
（2）距離水面5m深處石碼受到的壓強(qiáng)p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×5m=5×10⁴Pa．
（3）石碼的重力G_石碼=m_石碼g=9×10³kg×10N/kg=9×10⁴N，
∵ρ=，
∴石碼的體積V===30m³，
F_浮=ρ_海水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×30m³=3×10⁵N，
浮床受到石碼的拉力F=F_浮-G=3×10⁵N-9×10⁴N=2.1×10⁵N．
答：（1）充入空氣的質(zhì)量為6450kg；
（2）距離水面5m深處石碼受到的壓強(qiáng)為5×10⁴Pa；
（3）漲潮時(shí)，石碼拉著浮床且剛好離開(kāi)海底，浮床受到石碼的拉力為2.1×10⁵N．
點(diǎn)評(píng)：本題涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，如浮力、拉力、密度等計(jì)算，關(guān)鍵是公式公式變形的理解和應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)，有一定的難度．