Question

（2010?河西區二模） 我國某顆返回衛星約是一體積8m³的封閉式正方體，其總質量為1.0×10⁴kg．回收時，落回預定的水域．假設用如圖所示的打撈船上的裝置將衛星勻速吊起，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星所受水的阻力．（g取10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³）則：
（1）定滑輪的作用是什么？
（2）衛星全部浸沒在水中時所受的浮力？
（3）將衛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？

Answer 1

分析：（1）由定滑輪的特點分析；
（2）根據阿基米德原理即可求浮力；
（3）作用在鋼繩上A點的水平拉力F′=G-F_浮，計算出物重和浮力后可算出．

解答：解：（1）使用定滑輪可以改變用力的方向．
（2）∵衛星全部浸沒在水中，V_排=V=8m³，
∴根據阿基米德原理得：浮力F_浮=ρ_水gV_排=1000kg/m³×10N/kg×8m³=8×10⁴N，
（3）衛星的重力G=mg=1.0×10⁴kg×10N/kg=10⁵N，
作用在鋼繩上A點的水平拉力F′=G-F_浮=10⁵N-8×10⁴N=2×10⁴N．
答：（1）動滑輪的作用是改變用力的方向．
（2）衛星全部浸沒在水中時所受的浮力為8×10⁴N．
（3）將衛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2×10⁴N．

點評：本題考查了定滑輪的作用、浮力和合力的計算．注意衛星在水中受重力、浮力和拉力的作用．