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質量為550kg、體積為0.1m3的一只密封箱子沉沒于水面下5m深處,工人們用如圖所示的滑輪組打撈箱子.求:
(1)5m深處水產生的壓強;
(2)箱子在水中被勻速提起時,所用的拉力F為2×103N,滑輪組的機械效率是75%,請用兩種方法計算箱子完全浸沒在水中時受到的浮力.(ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)

解:(1)5m深處水產生的壓強P=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×5m=50000Pa.
答:5m深處水產生的壓強為50000Pa.
(2)箱子所受的浮力F=ρgV=1000kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N.
機械效率η==,所以對箱子向上的拉力F=3Fη=3×2×103N×75%=4500N,
所以F=G-F1=mg-F1=550kg×10N/kg-4500N=1000N.
答:箱子完全浸沒在水中時受到的浮力1000N.
分析:(1)已知箱子在水中的深度,根據公式P=ρgh可求產生的壓強.
(2)已知箱子的體積,根據公式F=ρgV可求箱子完全浸沒在水中時受到的浮力,已知箱子的質量,還知箱子做勻速運動,箱子的重力等于浮力和向上的拉力之和,根據公式η==可求向上的拉力,進一步求出所受的浮力.
點評:本題考查機械效率、壓強和浮力的計算,關鍵是公式及其變形的靈活運用,還要學會二力平衡條件的應用.
練習冊系列答案
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