Question

前不久，閩江口發(fā)生一起兩船相撞事故，致使一貨船沉入幾十米深的江底．假設(shè)沉船上有一只體積為0.02m³，重為500N的密閉保險(xiǎn)箱．現(xiàn)用繩子將保險(xiǎn)箱從江底勻速向上拉，在50s內(nèi)提升了10m（未露出水面），此過(guò)程中：（不計(jì)水的阻力，g取10N/kg）
（1）保險(xiǎn)箱受到水的浮力和繩子的拉力各多大？
（2）保險(xiǎn)箱上升的速度多大？
（3）拉力做了多少功？

Answer 1

分析：（1）知道保險(xiǎn)箱全浸沒(méi)在水中，排開(kāi)水的體積等于保險(xiǎn)箱的體積，利用阿基米德原理求保險(xiǎn)箱受到的浮力；而保險(xiǎn)箱受到水的浮力加上繩子的拉力等于保險(xiǎn)箱重，據(jù)此求繩子的拉力；
（2）知道保險(xiǎn)箱上升的距離和時(shí)間，利用速度公式求上升速度；
（3）知道拉力大小和上升的距離，利用功的公式求拉力做功．

解答：解：（1）保險(xiǎn)箱受到水的浮力：
F_浮=ρ_水gv_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.02m³=200N，
∵F_浮+F_拉=G，
∴繩子的拉力：F_拉=G-F_浮=500N-200N=300N；
（2）保險(xiǎn)箱上升的速度：v=

s

t

=

10m

50s

=0.2m/s；
（3）拉力做功：W=F_拉s=300N×10m=3000J．
答：（1）保險(xiǎn)箱受到水的浮力和繩子的拉力各為200N、300N；
（2）保險(xiǎn)箱上升的速度為0.2m/s；
（3）拉力做了3000J的功．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生度對(duì)速度公式、功的公式、阿基米德原理的掌握和運(yùn)用，因條件已給出，難度不大．