题目内容
我国资源勘探返回式卫星是一个边长为1m的封闭式正方体，其总质量为2.0×103㎏．回收时，该卫星落回10m深的预定水域底部水平位置，假设用如图所示的打捞船上的装置匀速吊起，从卫星的上表面露出水面到下表面刚好离开水面的过程中，卫星受到的浮力是变化的，我们可以用一个恒力来代替，这个恒力的大小等于卫星受到的最大浮力的1/2，不计绳重和绳在水中受到的浮力，以及绳与滑轮间的摩擦．求：
（1）起吊之前，卫星上表面受到水的压强；
（2）将卫星匀速吊起后在上表面未露出水面之前，作用在钢绳上A点的水平拉力；
（3）将卫星从水底打捞至下表面刚好离开水面的过程中，作用在A点的水平拉力做了多少功？
（1）水产生的压强：
p=ρ水gh=1000kg/m3×10N/kg×（10m-1m）=9×104Pa；
（2）卫星的重力：
G=mg=2.0×103kg×10N/kg=2×104N，
浮力F浮=ρ水gV=1000kg/m3×10N/kg×1m3=104N，
作用在钢绳上A点的水平拉力F′=G-F浮=2×104N-1×104N=1×104N；
（3）卫星完全在水下做的功W1=F′（h-a）=1×104N×（10m-1m）=9×104J，
出水时的拉力F2=G-F/2=2×104N-1×104N/2=1.5×104N
出水时做的W2=F2a=1.5×104N×1m=1.5×104J，
故对卫星做的功W=W1+W2=9×104J+1.5×104J=1.05×105J．
答：（1）起吊之前，卫星上表面受到水的压强9×104Pa；
（2）将卫星匀速吊起后在上表面未露出水面之前，作用在钢绳上A点的水平拉力1×104N；
（3）将卫星从水底打捞至下表面刚好离开水面的过程中，作用在A点的水平拉力做了1.05×105J的功．
