Question

小銘跟爸爸去魚塘釣魚，爸爸告訴小銘：當(dāng)釣到大魚時，不要立即把魚拉出水面，要握著魚桿不動，與魚“相持”一段時間后，再把魚拉出水面。試求：

（1）若小銘爸爸的質(zhì)量為60kg，一只腳的底面積為120cm²。當(dāng)他站在旁邊觀看小銘釣魚時，對地面的壓強(qiáng)為多少？

（2）魚主要是通過“魚鰾”來改變自身體積實現(xiàn)上浮和下沉的。一條大魚的質(zhì)量為3kg，當(dāng)它自由懸浮在水中時，魚的體積為多少？

（3）小銘釣到這條3kg大魚，在與魚“相持”某段時間后，把魚拉出水面1/3體積，如圖所示，此時魚桿靜止不動，動力臂L₁=0.4m，阻力臂L₂=4m，則小銘此時左手對魚桿的拉力F₁為多少？（魚桿所受重力不計，魚的體積不變）

 

Answer 1

【答案】

(1)2.5×10⁴Pa（2）3×10^-3m³（3）100N

【解析】（1）爸爸對地面的壓力F=mg=60kg×10N/kg=600N，

與地面的接觸面積S=120×10^-4m²×2=240×10^-4m²，

對地面的壓強(qiáng)為P=F /S =600N/ 240×10^-4m² =2.5×10⁴Pa．

（2）魚自由懸浮，則F浮=G魚=3kg×10N/kg=30N，

由阿基米德原理：F浮=ρ水gV排

得：V魚=V排=F浮 /ρ水g =30N /1×10³kg/m³×10N/kg =3×10-³m³．

（3）把魚拉出水面1/3體積,魚對魚竿的拉力為：F=G-F浮=30N-1×10³kg/m³×10N/kg×2/3×3×10-³m³

=10N

根據(jù)杠桿平衡條件，