Question

【題目】如圖是一個用浮筒、小燈泡和收放線裝置A制作的航標燈模型，細線下端固定在水槽底部，航標燈總重4N，當水位上升時，A放線；水位下降時，A收線，從而使細線的拉力保持不變，航標燈靜止時浸入水中的深度h始終為5cm，排開水的體積也始終為500cm3（不計線重和摩擦），當航標燈警示時，求：（水的密度ρ=1.0×103kg/m3；g=10N/kg）
（1）航標燈底部受到水的壓強是多少？
（2）航標燈受到的浮力是多少？
（3）細線對航標燈的拉力為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：航標燈底部受到水的壓強：

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa

（2）解：由ρ= 可得，排開水的體積：

m排=ρV排=1.0×103kg/m3×500×10﹣6m3=0.5kg，

由阿基米德原理可知，受到的浮力：

F浮=G排=m排g=0.5kg×10N/kg=5N

（3）解：航標燈靜止時處于平衡狀態，受到豎直向上的浮力，豎直向下的重力和繩子的拉力，

由力的平衡條件可得，細線對航標燈的拉力：

F=F浮﹣G=5N﹣4N=1N

【解析】（1）知道航標燈靜止時浸入水中的深度，根據p=ρgh求出航標燈底部受到水的壓強；（2）知道排開水的體積，根據m=ρV求出排開水的質量，根據阿基米德原理和G=mg求出受到的浮力；（3）航標燈靜止時處于平衡狀態，受到豎直向上的浮力，豎直向下的重力和繩子的拉力，根據力的平衡條件求出拉力．
【考點精析】認真審題，首先需要了解液體的壓強的計算(液體內部壓強的公式：p=ρgh ρ指密度,單位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,單位:m,壓強單位(Pa) 注意：h 指液體的深度，即某點到液面的距離)，還要掌握浮力大小的計算(浮力的公式為：F浮= G排 =ρ液gv排)的相關知識才是答題的關鍵．