题文

工人师傅在搬运货物时不慎将一个重1600N的箱子落入深1.5m的水池中如图①所示。已知箱子底面积为0.16m2，高0.5m。 （1）工人师傅需要知道图1中箱子在水里是处于悬浮还是沉底的状态，请通过计算帮助工人师傅作出判断。 （2）为了方便提拉箱子，工人师傅决定放掉池子里的水，如图2所示。当放到水只浸没箱子的3/4时，箱子对池底的压强是多大? （3）放完水后，工人师傅们开始确定提拉箱子的方案： 方案一：用一根轻竹杠支成如图3所示的杠杆，其中AO=90cm，BO=60cm，工人师傅们至少需用多大力才可以将箱子提起? 方案二：用两个各重100N的滑轮，组成如图4所示的滑轮组来提拉箱子，如果不计绳子重力和摩擦，要把箱子提起，工人至少要用多大力?在箱底刚好与池子上表面相平时，手拉绳子移动的距离是多少?

图1                                             图2

图3                                                                             图4

题型：计算题  难度：中档

答案

解： （1）V排=V=Sh=0.16m2×0.5m=0.08m3 ，F浮=ρ水gv排=103kg/m3×10N/kg×0.08m3 =800N，∵F浮＜G ∴沉底 （2）V排=3/4V=0.06m3 ，F浮=ρ水gv排=103kg/m3×10N/kg×0.06m3 =600N，F=G- F浮=1600N-600N=1000N， P=F/S=103N/0.16m2=6.25×103Pa。 （3） 方案一： ①F1l1=F2l2 ，F1×90 cm =1600N×60cm， F1=1066.7N； 方案二： ②F=（G物+G动）/2=（1600N+100N）/2=850N， S=2h=2×1.5=3m。

据专家权威分析，试题“工人师傅在搬运货物时不慎将一个重1600N的箱子落入深1.5m的水池..”主要考查你对  物体的浮沉条件及其应用，压强的大小及其计算，滑轮（组）中拉力的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

物体的浮沉条件及其应用压强的大小及其计算滑轮（组）中拉力的计算

考点名称：物体的浮沉条件及其应用

• 物体浮沉条件:
  

  上浮		下沉	悬浮	漂浮	沉底
  F浮>G		F浮<G	F浮=G	F浮=G	F浮+N=G
  实心物体	ρ液>ρ物	ρ液<ρ物	ρ液=ρ物 V排=V物	ρ液>ρ物 V排<V物	ρ液>ρ物 V排=V物
  处于动态（运动状态不断改变），受非平衡力作用			可以停留在液体的任何深度处	是“上浮”过程的最终条件	是“下沉”过程的最终状态
  			处于静态，受平衡力

• 漂浮和悬浮的异同：
  

  		悬浮	漂浮
  区别	物体在液体中的位置	物体可以静止在液体内部任一位置	物体静止在液体表面上
  	物体实心时，ρ物和ρ液的大小	ρ物=ρ液	ρ物<ρ液
  	物体体积V物与物体排开液体体积V排的大小	V物=V排	V物>V排
  相似		物体都处于平衡状态，各自所受的浮力与重力式一对平衡力

• 利用浮力知识求物体或液体的密度:
  1．对于漂浮的物体，浮力等于重力，而浮力F_浮= ρ_液gV_排，重力G_物