Question

如圖所示，水池池壁是一個斜面，池里裝有深度為4m的水，池底a點到水面b點之間的距離l為10m。現(xiàn)要將一塊邊長為0. 1m的正方體鐵塊從池底a點勻速拉到b點，此過程中斜面的機械效率為70%。已知：ρ_水=1.0×10³kg/m³和ρ_鐵=8.0×10³kg/m³。求：

(1)鐵塊在池底時上表面受到水對它的壓力
(2)將鐵塊從池底a點拉到b點所做的有用功
(3)拉動過程中鐵塊所受的阻力

Answer 1

（1）390N （2）280J （3）12N

（1） 鐵塊的上表面受到的壓強為：
p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×(4－0.1)m=3.9×10⁴pa    （2分）
鐵塊的上表面受到的壓力為：
F=PS=3.9×10⁴pa×(0.1m)²=390N                          （1分）
（2）鐵塊受到的重力為：
G=mg=ρ_鐵V_鐵g=8.0×10³kg/m³×(0.1m)³×10N/kg=80N     （1分）
鐵塊在水中受到的浮力為：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×(0.1m)³=10N     （1分）
對鐵塊所做的有用功為：
W_有=（G－F_浮）h=（80－10）N×4m=280J        （1分）
（3）根據(jù)機械效率公式求出總功為：
W_總=W_有/η=280J/70%=400J           （1分）
求出額外功為：
W_額=W_總－W_有=400J－280J=120J    （1分）
拉動過程中鐵塊所受的阻力為：
f= W_額/l=120J/10m=12N       （1分）