Question

空難發(fā)生后，飛機(jī)上“黑匣子”的尋找對(duì)空難真相的發(fā)現(xiàn)至關(guān)重要．某次空難后，專家對(duì)飛機(jī)上“黑匣子”進(jìn)行了尋找和分析：
（1）“黑匣子”是長30cm、寬20cm、高12cm的長方體，質(zhì)量10kg，墜落在深度為5000m海域．當(dāng)潛水員觸摸到“黑匣子”時(shí)，發(fā)現(xiàn)它已經(jīng)陷入了海底淤泥中，僅有一個(gè)面（12×20）露在海水中，則此時(shí)“黑匣子”受到海水的壓力是多少？（ρ_海水=1.0×10³kg/m³）
（2）此時(shí)“黑匣子”受到的浮力是多大？
（3）清除淤泥后，潛水員將其托在手中，此時(shí)他對(duì)“黑匣子”的托力是多大？

Answer 1

分析：（1）首先根據(jù)p=ρgh求出“黑匣子”受到海水的壓強(qiáng)，再利用p=

F

S

的公式變形求得此時(shí)“黑匣子”受到海水的壓力；
（2）因?yàn)楹谙蛔右呀?jīng)陷入了海底淤泥中，故不受浮力；
（3）首先根據(jù)公式F_浮=ρgV_排求出它受的浮力，用重力減去浮力即為手的托力．

解答：解：（1）此時(shí)“黑匣子”受到海水的壓強(qiáng)p=ρgh=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×5000m=4.9×10⁴Pa；
∵p=

F

S

，S=12cm×20cm=2.4×10^-2m²，
∴此時(shí)“黑匣子”受到海水的壓力F=pS=4.9×10⁴Pa×2.4×10^-2m²=1.176×10³N；
（2）因?yàn)楫?dāng)潛水員觸摸到“黑匣子”時(shí)，發(fā)現(xiàn)它已經(jīng)陷入了海底淤泥中，僅有一個(gè)面（12×20）露在海水中，故此時(shí)黑匣子不受浮力，即受到的浮力為0；
（3）黑匣子的體積：V=abc=0.3m×0.2m×0.12m=0.0072m³，
黑匣子的重力G=mg=10kg×9.8N/kg=98N，
黑匣子受的浮力：F_浮=ρgV_排=10³kg/m³×9.8N/kg×0.0072m³=70.56N，
他對(duì)“黑匣子”向上的托力：F=G-F_浮=98N-70.56N=27.44N．
答：（1）則此時(shí)“黑匣子”受到海水的壓力是1.176×10³N；
（2）此時(shí)“黑匣子”受到的浮力是0；
（3）清除淤泥后，潛水員將其托在手中，此時(shí)他對(duì)“黑匣子”的托力是27.44N．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查的是學(xué)生對(duì)速度、壓強(qiáng)和浮力計(jì)算公式的理解和掌握，同時(shí)考查了學(xué)生對(duì)物體進(jìn)行受力分析的能力，考查面較廣，難度不大，屬于中檔題．