Question

13．小明跟爸爸去魚塘釣魚，試求：（ρ_水=1×10³kg/m³）
（1）小明釣到一條大魚時(shí)，在與魚“相持”的某段時(shí)間內(nèi)，魚桿靜止不動(dòng)，如圖所示．小明左手對(duì)魚竿的拉力為 F₁，魚線對(duì)魚竿的拉力F₂，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出兩個(gè)力的力臂．

（2）魚主要是通過(guò)“魚鰾”來(lái)改變自身體積實(shí)現(xiàn)上浮和下沉的．若一條魚的質(zhì)量為4kg，當(dāng)它自由懸浮在水中時(shí)，則此時(shí)魚受到的浮力是40N，魚的體積是4×10^-3m³（忽略魚鰾內(nèi)空氣質(zhì)量的變化）．

Answer 1

分析 （1）已知支點(diǎn)和動(dòng)力的方向，根據(jù)力臂的定義過(guò)支點(diǎn)作力的作用線的垂線段做出動(dòng)力臂、阻力臂．
（2）當(dāng)它自由懸浮在水中時(shí)，所受的浮力等于魚自身的重力，根據(jù)阿基米德原理可求魚排開水的體積，也就是魚自身的體積．

解答 解：（1）過(guò)支點(diǎn)O作F₁、F₂作用線的垂線段，即動(dòng)力臂和阻力臂L₁、L₂，如下圖所示：

（2）魚自由懸浮，則F_浮=G_魚=m_魚g=4kg×10N/kg=40N，
由阿基米德原理：F_浮=ρ_水gV_排得：魚的體積：
V_魚=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{40N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=4×10^-3m³．
故答案為：（1）見(jiàn)解答圖；（2）40；4×10^-3．

點(diǎn)評(píng) 此題考查力臂的畫法、阿基米德原理、物體浮沉條件及其應(yīng)用，雖然涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性較強(qiáng)，但難度不大，關(guān)鍵是公式的熟練運(yùn)用．