Question

【题目】2019年3月10日，一架从埃塞俄比亚首都飞往肯尼亚首都的客机失事，机上载有157人，无人生还，其中包括8名中国人，目前失事客机的黑匣子已经找到。据了解该黑厘子质量30kg，是一个长0.5m，宽0．lm，高0.2m的长方体，现沉在距海面30m的海底（黑匣子未与海底紧密接触），搜救人员将其匀速托出海面后依然完好，为破解事故真相提供了最有力的证据。根据以上信息请计算（ρ海水近似取1.0×103kg/m3）

（1）黑匣子在海底时下表面受海水的压强是多少？

（2）黑厘子在海水中浸没时受到的浮力是多大？

（3）搜救人员在海水中托起黑匣子上升到海平面做了多少功？

Answer 1

【答案】（1）3×105Pa；（2）100N；（3）6000J；

【解析】

(1)黑匣子在海底受到海水的压强：p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×30m＝3×105Pa，

(2)黑匣子浸没海水中排开海水的体积：V＝0.5m×0.1m×0.2m＝0.01m3，黑匣子在海水中受到的浮力：F浮＝ρgV＝1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3＝100N；

(3)潜水员匀速托起此黑匣子时，黑匣子受到的竖直向上的托力和浮力与竖直向下的重力是平衡力，则F托力＝G﹣F浮＝mg﹣F＝30kg×10N/kg﹣100N＝200N。搜救人员在海水中托起黑匣子上升到上表面海平面做的功：W＝F托力s＝200N×30m＝6000J。