Question

5．打撈沉船時，常先將金屬浮箱注滿水，沉入水底，再用鋼繩將其固定在沉船上，然后向浮箱中壓入氣體，排出浮箱內的水，這樣浮箱就可上浮把沉船拉起．某次打撈作業(yè)中，所用的浮箱是邊長為2m的正方體，自重2000N，當浮箱上表面沉到距水面20m處時，（g取10N/kg）求：
（1）浮箱上表面受到水的壓強；
（2）浮箱受到水的浮力．
（3）浮箱對沉船向上的拉力．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意可知，浮箱上表面的深度，根據(jù)p=ρgh求出浮箱上表面受到水的壓強；
（2）根據(jù)V=L³求出浮箱的體積即為排開水的體積，根據(jù)阿基米德原理求出浮箱受到水的浮力．
（3）浮箱受到的浮力減去自身的重力即為浮箱對沉船向上的拉力．

解答 解：
（1）浮箱上表面受到的壓強：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×20m=2×10⁵Pa；
（2）浮箱排開水的體積：
V_排=V=L³=（2m）³=8m³，
浮箱受到水的浮力：
F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×8m³=8×10⁴N；
（3）浮箱對沉船向上的拉力：
F_拉=F_浮-G_浮箱=8×10⁴N-2000N=7.8×10⁴N．
答：（1）浮箱上表面受到水的壓強為2×10⁵Pa；  
（2）浮箱受到水的浮力為8×10⁴N；
（3）浮箱對沉船向上的拉力為7.8×10⁴N．

點評 本題考查了液體壓強公式和阿基米德原理以及同一條直線上二力合成的應用，要注意物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等．