践行者初中物理力学典题详解第141题

26.我国是一个历史悠久的国家，有着几千年的文化传承，历史上也有一些珍贵文物沉在海底。我们打捞珍贵文物时，需要一些有经验的潜水员身穿潜水服，背着氧气瓶和铅制配重潜入海水中。如图是潜水员在100m深的海底，发现了一块有人工雕刻痕迹的碑文石板的情景。潜水员测得其长宽高分别为1m、0.8m、0.3m，已知石板的密度约为2.5g/cm³，为了将它送上岸供研究，该潜水员用绳的一端将石板系牢，另一端拴上随身携带的气囊，然后将气囊充满气，气囊通过绳子将这块石板缓缓向上拉动至水面附近，不考虑气囊本身的形变、重力及上升时海水的阻力。请回答：

（1）潜水员在100m深的海底受到海水的压强多大？

（2）在气囊将石板吊起至露出水面之前的过程中，绳的拉力至少为多大？

解析:由题意可知:

①V=1m×0.8m×0.3m

=0.24m³，

②ρ=2.5g/cm³

=2.5×10³kg/m³，

③h=100m，

则m=ρV

=2.5×10³kg/m³×0.24m³

=0.6×10³kg，

G=mg

=0.6×10³kg×10N/kg

=6×10³N，

⑴P=ρ水gh

=1.0×10³kg/m³×10N/kg×100m

=1×10⁶pa；

⑵对石板进行受力分析，可知它共受到以下三个力:

①方向竖直向下，石板重力G，

且G=6×10³N，

②方向竖直向上，绳的拉力F，

③方向竖直向上，浮力F浮，

且F浮=ρ水gV排

=ρ水gV

=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.24m³

=2.4×10³N

由平衡条件可知:

F=G-F浮

=6×10³N-2.4×10³N

=3.6×10³N。

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