Question

3．小明跟爸爸去鱼塘钓鱼，已知小明爸爸的重量为600N，一只脚的底面积为150cm²．试求：（g=10N/kg）

（1）当小明爸爸站在旁边观看小明钓鱼时，则他对地面的压强为多少？
（2）鱼主要是通过“鱼鳔”来改变自身体积实现上浮和下沉的．若一条鱼的质量为4kg，当它自由悬浮在水中时，鱼受到的重力是多少？浮力是多少？
（3）小明钓到一条大鱼时，在与鱼“相持”的某段时间内，鱼杆静止不动，如图所示．小明左手对鱼杆的拉力为F₁，鱼线对鱼杆的拉力F₂，请画出两个力的力臂．

Answer 1

分析 （1）爸爸对地面的压力等于他自身的重力，已知脚与地面的接触面积，根据公式p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强．
（2）当它自由悬浮在水中时，所受的浮力等于鱼自身的重力．
（3）已知支点和动力的方向，根据力臂的定义过支点作力的作用线的垂线段做出动力臂、阻力臂．

解答 解：（1）爸爸对地面的压力F=mg=60kg×10N/kg=600N，
与地面的接触面积S=150×10^-4m²×2=0.03m²，
对地面的压强为p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{0.03{m}^{3}}$=2×10⁴Pa．
（2）当它自由悬浮在水中时，则F_浮=G_鱼=mg=4kg×10N/kg=40N，
（3）过支点O作F₁、F₂作用线的垂线段，即动力臂和阻力臂L₁、L₂，如下图所示：

答：（1）对地面的压强为2.5×10⁴Pa．
（2）鱼受到的重力是40N；浮力是40N．
（3）如图．

点评 本题考查压力、受力面积、压强、浮力的计算和力臂的画法，关键是公式及其变形的灵活运用以及杠杆平衡条件的应用，还要知道在水平面上物体对地面的压力等于物体自身的重力，最容易出错的是人的脚与地面的接触面积，在站立时是两只脚着地，行走时是一只脚着地．