我國某顆返回衛(wèi)星約是一邊長為2m的封閉式正方體,其總質(zhì)量為1.0×104㎏.回收時,落回預(yù)定水域的10m深處,假設(shè)用如圖所示的打撈船上的裝置勻速吊起,從衛(wèi)星的上表面露出水面到下表面剛好離開水面的過程中,衛(wèi)星受到的浮力是變化的,我們可以用一個恒力來代替,這個恒力的大小等于衛(wèi)星受到的最大浮力的1/2,不計
繩重和繩在水中受到的浮力,以及繩與滑輪間的摩擦.(g取10N/㎏,ρ=1.0×103㎏/m3
(1)定滑輪的作用是什么?
(2)起吊之前,衛(wèi)星下表面受到水的壓力是多大?
(3)將衛(wèi)星勻速吊起后在上表面未露出水面之前,作用在鋼繩上A點的水平拉力是多大?
(4)將衛(wèi)星從水底打撈至下表面剛好離開水面的過程中,作用在A點的水平拉力做了多少功?

【答案】分析:(1)由定滑輪的特點分析;
(2)由p=ρgh先計算出水產(chǎn)生的壓強,再由F=pS計算衛(wèi)星下表面受到水的壓力;
(3)作用在鋼繩上A點的水平拉力F′=G-F,計算出物重和浮力后可算出;
(4)水平拉力做的功分成兩部分,衛(wèi)星完全在水下做的功W1,和出水時做的W2,分別計算.
解答:解:(1)使用定滑輪可以改變用力的方向.
(2)水產(chǎn)生的壓強p=ρgh=1000kg/m3×10N/㎏×10m=105Pa,
衛(wèi)星下表面受到水的壓力F=pS=105Pa×2m×2m=4×105N.
(3)衛(wèi)星的重力G=mg=1.0×104㎏×10N/㎏=105N,
浮力FgV=1000kg/m3×10N/㎏×8m3=8×104N,
作用在鋼繩上A點的水平拉力F′=G-F=105N-8×104N=2×104N.
(4)衛(wèi)星完全在水下做的功W1=F′(h-a)=2×104N×(10m-2m)=1.6×105J,
出水時做的W2=F1a=(G-F)a=6×104N×2m=1.2×105J,
故對衛(wèi)星做的功W=W1+W2=1.6×105J+1.2×105J=2.8×105J,
答:定滑輪的作用是改變了用力的方向;衛(wèi)星下表面受到水的壓力為4×105N;
作用在鋼繩上A點的水平拉力為2×104N;對衛(wèi)星做的功2.8×105J.
點評:本題考查了定滑輪的作用、液體壓強、浮力、合力、功的計算.注意在計算時單位要統(tǒng)一,在第(4)小題中,做的功應(yīng)包括兩部分,衛(wèi)星完全在水面下的功和出水時對它的做的功.
練習(xí)冊系列答案
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繩重和繩在水中受到的浮力,以及繩與滑輪間的摩擦.(g取10N/㎏,ρ=1.0×103㎏/m3
(1)定滑輪的作用是什么?
(2)起吊之前,衛(wèi)星下表面受到水的壓力是多大?
(3)將衛(wèi)星勻速吊起后在上表面未露出水面之前,作用在鋼繩上A點的水平拉力是多大?
(4)將衛(wèi)星從水底打撈至下表面剛好離開水面的過程中,作用在A點的水平拉力做了多少功?

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(2010?河西區(qū)二模) 我國某顆返回衛(wèi)星約是一體積8m3的封閉式正方體,其總質(zhì)量為1.0×104kg.回收時,落回預(yù)定的水域.假設(shè)用如圖所示的打撈船上的裝置將衛(wèi)星勻速吊起,不計鋼繩重和繩在水中受到的浮力,以及繩與滑輪間的摩擦和衛(wèi)星所受水的阻力.(g取10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3)則:
(1)定滑輪的作用是什么?
(2)衛(wèi)星全部浸沒在水中時所受的浮力?
(3)將衛(wèi)星勻速吊起后在上表面未露出水面之前,作用在鋼繩上A點的水平拉力是多大?

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科目:初中物理 來源:2010-2011學(xué)年江蘇省揚州市某中學(xué)九年級(上)月考物理試卷(解析版) 題型:解答題

我國某顆返回衛(wèi)星約是一邊長為2m的封閉式正方體,其總質(zhì)量為1.0×104㎏.回收時,落回預(yù)定水域的10m深處,假設(shè)用如圖所示的打撈船上的裝置勻速吊起,從衛(wèi)星的上表面露出水面到下表面剛好離開水面的過程中,衛(wèi)星受到的浮力是變化的,我們可以用一個恒力來代替,這個恒力的大小等于衛(wèi)星受到的最大浮力的1/2,不計
繩重和繩在水中受到的浮力,以及繩與滑輪間的摩擦.(g取10N/㎏,ρ=1.0×103㎏/m3
(1)定滑輪的作用是什么?
(2)起吊之前,衛(wèi)星下表面受到水的壓力是多大?
(3)將衛(wèi)星勻速吊起后在上表面未露出水面之前,作用在鋼繩上A點的水平拉力是多大?
(4)將衛(wèi)星從水底打撈至下表面剛好離開水面的過程中,作用在A點的水平拉力做了多少功?

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科目:初中物理 來源:2013年名校初升高自主招生物理綜合練習(xí)卷(三)(解析版) 題型:解答題

我國某顆返回衛(wèi)星約是一邊長為2m的封閉式正方體,其總質(zhì)量為1.0×104㎏.回收時,落回預(yù)定水域的10m深處,假設(shè)用如圖所示的打撈船上的裝置勻速吊起,從衛(wèi)星的上表面露出水面到下表面剛好離開水面的過程中,衛(wèi)星受到的浮力是變化的,我們可以用一個恒力來代替,這個恒力的大小等于衛(wèi)星受到的最大浮力的1/2,不計
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(4)將衛(wèi)星從水底打撈至下表面剛好離開水面的過程中,作用在A點的水平拉力做了多少功?

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