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，这样浮箱就可上浮把沉船拉起．某次打捞作业中，所用浮箱的外形是边长为2m的正方体，其净重为2000N．当浮箱沉到水下时，求（g=10N/kg）：
（1）浮箱受到水的浮力；
（2）当把浮箱内水全部排出，浮箱与沉船一起匀速上浮时，浮箱对沉船的拉力．

Answer 1

分析：（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

解答：解：（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．
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．

点评：本题考查了学生对液体压强公式、阿基米德原理的掌握和运用，涉及到浮箱竖直方向上的受力平衡和力的作用是相互的，综合性强，属于难题．