Question

日本海嘯發生后，我國志愿者在水下搜尋打撈被海浪卷走的物品，某潛水員身穿潛水服，背著氧氣瓶和鉛制配重潛入水中．潛水員在10m深的海底發現了一塊有人工雕刻痕跡的石板，為了將它送上岸供專家研究，潛水員用繩的一端將石板系牢，另一端拴上隨身攜帶的氣囊，在充氣后的氣囊作用下，這塊重力為1000N、體積為0.04m³的石板緩緩離開海底，上浮至水面．請回答：
（1）潛水員在10m深的海底受到海水的壓強多大？（海水的密度取1.0×10kg/m³）
（2）在氣囊將石板吊起至露出水面之前的過程中，繩的拉力至少應為多大？
（3）在無外界幫助的情況下，潛水員要從水底上浮到水面，可采取哪些可行的方法？
（4）除用氣囊打撈外，你還了解哪種打撈方法，請說出來．

Answer 1

【答案】分析：（1）已知潛水員所在的深度和海水的密度，利用P=ρgh計算受到的壓強；
（2）已知石板的體積和海水的密度，可以得到石板受到的浮力；已知石板重力和受到的浮力，兩者之差就是繩子的拉力；
（3）浸在液體中的物體受到兩個力的作用：重力和浮力．要上浮或下沉，可以改變浮力或重力；
（4）常用的水下打撈方法有氣囊打撈和浮筒打撈．
解答：解：
（1）潛水員在10m深的海底受到海水的壓強為
P=ρgh=1×10³kg/m³×9.8N/kg×10m=9.8×10⁵Pa．
答：潛水員在10m深的海底受到海水的壓強9.8×10⁵Pa．
（2）石板受到的浮力為
F_浮=ρ_水gV=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×0.04m³=392N 
繩子對石板的拉力為
F=G-F_浮=1000N-392N=608N；
答：繩子對石板的拉力為608N．
（3）潛水員要上浮，在浮力一定的情況下，可以減輕配重；在重力一定的情況下，可以繼續向氣囊充氣，增大受到的浮力；
（4）除用氣囊打撈外，還有浮筒打撈等．
點評：解答有關浮力計算類問題時，一般先要對物體進行受力分析，明確物體什么方向受到什么力，哪些力是同一方向的，然后根據合力為零列出等量關系式求解．