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(2011•莆田)《西游记》中对孙悟空到龙宫借宝一段有这样的描述:“悟空撩衣上前,摸了一把,乃是一根铁柱子,两头是两个金箍,紧挨金箍有镌成的一行字.‘如意金箍棒一万三千五百
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(2011•莆田)《西游记》中对孙悟空到龙宫借宝一段有这样的描述:“悟空撩衣上前,摸了一把,乃是一根铁柱子,两头是两个金箍,紧挨金箍有镌成的一行字.‘如意金箍棒一万三千五百斤’,约丈二长短,碗口粗细”.以国际单位制,金箍棒质量为6750kg,体积约0.2m3,问:
(1)在海底将上述棒抽出后,棒受到的重力和浮力多大?(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3 )
(2)在海水中将上述棒竖直上提1000m,孙悟空至少要做多大的功?
(3)为了方便用力,孙悟空将棒变得细短了许多(质量不变).
而思思同学认为孙悟空可以不做功就能让棒上升到海面.请你说说悟空要怎么做?
(1)在海底将上述棒抽出后,棒受到的重力和浮力多大?(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3 )
(2)在海水中将上述棒竖直上提1000m,孙悟空至少要做多大的功?
(3)为了方便用力,孙悟空将棒变得细短了许多(质量不变).
而思思同学认为孙悟空可以不做功就能让棒上升到海面.请你说说悟空要怎么做?
▼优质解答
答案和解析
(1)G=mg=6750kg×10N/kg=67500N,
F浮=ρ水V排g=ρ水Vg=1.0×103kg/m3×0.2m3×10N/kg=2000N;
(2)在海水中将棒竖直上提用的力:
F=G-F浮=67500N-2000N=65500N,
W=Fs=65500N×1000m=6.55×107J;
(3)将棒变长、变粗,体积变大,在水中排开水的体积变大,根据阿基米德原理知道受到水的浮力变大,而棒的质量不变、重力不变,当海水对棒的浮力大于重力时,棒就会自行浮到海面.
答:(1)在海底将上述棒抽出后,棒受到的重力为67500N、浮力为2000N;
(2)在海水中将上述棒竖直上提1000m,孙悟空至少要做6.55×107J的功;
(3)孙悟空将棒变长、变粗.
F浮=ρ水V排g=ρ水Vg=1.0×103kg/m3×0.2m3×10N/kg=2000N;
(2)在海水中将棒竖直上提用的力:
F=G-F浮=67500N-2000N=65500N,
W=Fs=65500N×1000m=6.55×107J;
(3)将棒变长、变粗,体积变大,在水中排开水的体积变大,根据阿基米德原理知道受到水的浮力变大,而棒的质量不变、重力不变,当海水对棒的浮力大于重力时,棒就会自行浮到海面.
答:(1)在海底将上述棒抽出后,棒受到的重力为67500N、浮力为2000N;
(2)在海水中将上述棒竖直上提1000m,孙悟空至少要做6.55×107J的功;
(3)孙悟空将棒变长、变粗.
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