Question

【题目】某港口起吊体积为0.2m3质量为500kg的密封货箱时不慎落入江中，打捞到货箱后，吊机用绳子将货箱从江底匀速向上提升，求：（g取10N/kg）
（1）货箱未露出水面时，受到水的浮力是多大？此时绳子的拉力是多大？
（2）货箱露出水面后，再匀速向上提升了10m，此过程中拉力做了多少功？
（3）货箱被拉上来后放在岸上，已知箱与水平地面间的接触面为0.2m2 ， 求货箱对地面的压强为多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：货箱受到水的浮力：

F浮=ρ水gv排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m3=2000N，

∵F浮+F拉=G，

∴绳子的拉力：

F拉=G﹣F浮=500kg×10N/kg﹣2000N=3000N

（2）解：拉力做功：

W=Gh=500kg×10N/kg×10m=50000J

（3）解：∵在水平地面上，

∴箱子对地面的压力：

F=G=500kg×10N/kg=5000N；

箱子对地面的压强：

p= = =25000Pa

【解析】（1）知道货箱全浸没在水中，排开水的体积等于货箱的体积，利用阿基米德原理求货箱受到的浮力；而货箱受到水的浮力加上绳子的拉力等于货箱重，据此求绳子的拉力；（2）货箱露出水面后，匀速拉动货箱的拉力等于货箱重，知道上升的距离，利用功的公式求拉力做功；（3）在水平地面上，箱子对地面的压力等于箱子重，知道受力面积，利用压强公式求货箱对地面的压强．
【考点精析】掌握力的合成与应用和重力的计算是解答本题的根本，需要知道如果已知几个力的大小和方向，求合力的大小和方向称为力的合成．（求合力时，一定要注意力的方向） 注意：同一直线上的两个力，方向相同时，合力必大于其中的任何一个力．方向相反的两个力，大小相等时，合力为0；大小不等时，合力一定小于较大的力，可能大于较小的力，也可能小于较小的力；重力的计算公式：G=mg．