Question

质量为550kg、体积为0.1m³的一只密封箱子沉没于水面下5m深处，工人们用如图所示的滑轮组打捞箱子．求：
（1）5m深处水产生的压强；
（2）箱子在水中被匀速提起时，所用的拉力F为2×10³N，滑轮组的机械效率是75%，请用两种方法计算箱子完全浸没在水中时受到的浮力．（ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）

Answer 1

【答案】分析：（1）已知箱子在水中的深度，根据公式P=ρgh可求产生的压强．
（2）已知箱子的体积，根据公式F_浮=ρgV_排可求箱子完全浸没在水中时受到的浮力，已知箱子的质量，还知箱子做匀速运动，箱子的重力等于浮力和向上的拉力之和，根据公式η==可求向上的拉力，进一步求出所受的浮力．
解答：解：（1）5m深处水产生的压强P=ρgh=1000kg/m³×10N/kg×5m=50000Pa．
答：5m深处水产生的压强为50000Pa．
（2）箱子所受的浮力F_浮=ρgV_排=1000kg/m³×10N/kg×0.1m³=1000N．
机械效率η==，所以对箱子向上的拉力F_拉=3Fη=3×2×10³N×75%=4500N，
所以F_浮=G-F₁=mg-F₁=550kg×10N/kg-4500N=1000N．
答：箱子完全浸没在水中时受到的浮力1000N．
点评：本题考查机械效率、压强和浮力的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，还要学会二力平衡条件的应用．