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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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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．

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