Question

5．打撈沉船時(shí)，常先將金屬浮箱注滿水，沉入水底，再用鋼繩將其固定在沉船上，然后向浮箱中壓入氣體，排出浮箱內(nèi)的水，這樣浮箱就可上浮把沉船拉起．某次打撈作業(yè)中，所用的浮箱是邊長(zhǎng)為2m的正方體，自重2000N，當(dāng)浮箱上表面沉到距水面20m處時(shí)，（g取10N/kg）求：
（1）浮箱上表面受到水的壓強(qiáng)；
（2）浮箱受到水的浮力．
（3）浮箱對(duì)沉船向上的拉力．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意可知，浮箱上表面的深度，根據(jù)p=ρgh求出浮箱上表面受到水的壓強(qiáng)；
（2）根據(jù)V=L³求出浮箱的體積即為排開水的體積，根據(jù)阿基米德原理求出浮箱受到水的浮力．
（3）浮箱受到的浮力減去自身的重力即為浮箱對(duì)沉船向上的拉力．

解答 解：
（1）浮箱上表面受到的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×20m=2×10⁵Pa；
（2）浮箱排開水的體積：
V_排=V=L³=（2m）³=8m³，
浮箱受到水的浮力：
F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×8m³=8×10⁴N；
（3）浮箱對(duì)沉船向上的拉力：
F_拉=F_浮-G_浮箱=8×10⁴N-2000N=7.8×10⁴N．
答：（1）浮箱上表面受到水的壓強(qiáng)為2×10⁵Pa；  
（2）浮箱受到水的浮力為8×10⁴N；
（3）浮箱對(duì)沉船向上的拉力為7.8×10⁴N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了液體壓強(qiáng)公式和阿基米德原理以及同一條直線上二力合成的應(yīng)用，要注意物體浸沒時(shí)排開液體的體積和自身的體積相等．