Question

質(zhì)量為550kg、體積為0.1m³的一只密封箱子沉沒(méi)于水面下5m深處，工人們用如圖所示的滑輪組打撈箱子．求：
（1）5m深處水產(chǎn)生的壓強(qiáng)；
（2）箱子在水中被勻速提起時(shí)，所用的拉力F為2×10³N，滑輪組的機(jī)械效率是75%，請(qǐng)用兩種方法計(jì)算箱子完全浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力．（ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）

Answer 1

分析：（1）已知箱子在水中的深度，根據(jù)公式P=ρgh可求產(chǎn)生的壓強(qiáng)．
（2）已知箱子的體積，根據(jù)公式F_浮=ρgV_排可求箱子完全浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力，已知箱子的質(zhì)量，還知箱子做勻速運(yùn)動(dòng)，箱子的重力等于浮力和向上的拉力之和，根據(jù)公式η=

W有用

W總

=

F拉h

3Fh

可求向上的拉力，進(jìn)一步求出所受的浮力．

解答：解：（1）5m深處水產(chǎn)生的壓強(qiáng)P=ρgh=1000kg/m³×10N/kg×5m=50000Pa．
答：5m深處水產(chǎn)生的壓強(qiáng)為50000Pa．
（2）箱子所受的浮力F_浮=ρgV_排=1000kg/m³×10N/kg×0.1m³=1000N．
機(jī)械效率η=

W有用

W總

=

F拉h

3Fh

，所以對(duì)箱子向上的拉力F_拉=3Fη=3×2×10³N×75%=4500N，
所以F_浮=G-F₁=mg-F₁=550kg×10N/kg-4500N=1000N．
答：箱子完全浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力1000N．

點(diǎn)評(píng)：本題考查機(jī)械效率、壓強(qiáng)和浮力的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，還要學(xué)會(huì)二力平衡條件的應(yīng)用．