问题
计算题
如图所示，水池池壁是一个斜面，池里装有深度为4m的水，池底a点到水面b点之间的距离l为10m。现要将一块边长为0. 1m的正方体铁块从池底a点匀速拉到b点，此过程中斜面的机械效率为70%。已知：ρ水=1.0×103kg/m3和ρ铁=8.0×103kg/m3。求：
(1)铁块在池底时上表面受到水对它的压力
(2)将铁块从池底a点拉到b点所做的有用功
(3)拉动过程中铁块所受的阻力
答案
（1）390N （2）280J （3）12N
（1） 铁块的上表面受到的压强为：
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×(4－0.1)m=3.9×104pa （2分）
铁块的上表面受到的压力为：
F=PS=3.9×104pa×(0.1m)2=390N （1分）
（2）铁块受到的重力为：
G=mg=ρ铁V铁g=8.0×103kg/m3×(0.1m)3×10N/kg=80N （1分）
铁块在水中受到的浮力为：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N （1分）
对铁块所做的有用功为：
W有=（G－F浮）h=（80－10）N×4m=280J （1分）
（3）根据机械效率公式求出总功为：
W总=W有/η=280J/70%=400J （1分）
求出额外功为：
W额=W总－W有=400J－280J=120J （1分）
拉动过程中铁块所受的阻力为：
f= W额/l=120J/10m=12N （1分）