Question

打捞沉船时，常先将金属浮箱注满水，沉入水底，再用钢绳将其固定在沉船上，然后向浮箱中压入气体，排出浮箱内的水，这样浮箱就可

Answer 1

解题思路：（1）知道浮箱边长，计算浮箱的体积（排开水的体积），利用阿基米德原理计算浮箱受到的浮力；

（2）知道浮箱与沉船一起匀速上浮，浮箱受到的浮力等于浮箱受到的重力加上沉船对浮箱的拉力，根据力的作用是相互的求出浮箱对沉船的拉力；

（3）知道浮箱边长和浮箱下表面的深度，可求上表面的深度（上升的高度），而箱子受到的浮力与浸没深度无关，利用功的公式求浮力对箱子做的功．

（1）由题知，v_排=v_箱=（2m）³=8m³，

浮箱受到水的浮力：

F_浮=ρ_水gv_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×8m³=8×10⁴N；

（2）∵浮箱与沉船一起匀速上浮，

∴浮箱受到的浮力等于浮箱受到的重力加上沉船对浮箱的拉力，

即：F_浮=G+F，

∴F=F_浮-G=8×10⁴N-2000N=7.8×10⁴N；

∴浮箱对沉船的拉力：

F′=F=7.8×10⁴N．

（3）上表面的深度：

h_上=h_下-2m=20m-2m=18m，

浮力做功：

W=F_浮h_上=8×10⁴N×18m=1.44×10⁶J．

答：（1）浮箱受到水的浮力为8×10⁴N；

（2）浮箱对沉船的拉力为7.8×10⁴N；

（3）此过程中浮力对浮箱做的功为1.44×10⁶J．

点评：

本题考点： 阿基米德原理；力的合成与应用；功的计算．

考点点评： 本题为力学综合题，考查了学生对阿基米德原理、力的合成、功的计算公式的掌握和运用，要求灵活运用公式，知道箱子受到的浮力与浸没深度无关是解第三问的关键．