Question

在一次沉船打捞过程中，将一只铁锚从水下100m深处匀速缓慢的拉到水下10m深 处，不考虑水的阻力．假如铁锚重为7900N，已知ρ_铁=7.9×10³kg/m³，ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg．求：
（1）在100米深处，水对铁锚产生的压强．
（2）铁锚在水中受到的浮力．
（3）在匀速拉动铁锚上升的过程中，绳对铁锚的拉力及拉力做的功．

Answer

（1）知道水的密度和铁锚在水中所处的深度，可利用公式P=ρ液gh计算出水对铁锚产生的压强．
（2）知道铁锚的重力，可利用公式m=计算出铁锚的质量，又知道铁锚的密度，可利用公式v=计算出铁锚的体积，铁锚浸没在水中，则铁锚排开水的体积就等于铁锚的体积，最后再利用公式F浮=ρ液v排g计算出铁锚在水中受到的浮力．
（3）知道铁锚的重力和铁锚所受到的浮力，可利用公式F浮=G-F计算出拉力的大小，又知道在拉力的方向上移动的距离，可利用公式W=FS计算出拉力做的功．
【解析】

（1）∵ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg，h=100m，
∴水对铁锚产生的压强为：P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×100m=1.0×106Pa．
（2）∵G=7900N，
∴铁锚的质量为：m===790kg，
而ρ铁=7.9×103kg/m3，
∴铁锚的体积为：v===0.1m3，
∵铁锚浸没在水中，
∴v排=v=0.1m3，
则铁锚在水中受到的浮力为：F浮=ρ水v排g=1.0×103kg/m3×0.1m3×10N/kg=1000N．
（3）∵G=7900N，F浮=1000N，
∴绳对铁锚的拉力为：F=G-F浮=7900N-1000N=6900N，
而s=100m-10m=90m，
∴拉力做的功为：W=Fs=6900N×90m=6.21×105J．
答：（1）在100米深处，水对铁锚产生的压强为1.0×106Pa．
（2）铁锚在水中受到的浮力为1000N．
（3）在匀速拉动铁锚上升的过程中，绳对铁锚的拉力为6900N，拉力做的功为6.21×105J．