小明跟着爸爸学钓鱼，爸爸告诉小明：钓到大鱼时，不要立即把鱼拉出水面，要握着鱼杆不动，与鱼“相持”一段时间后，再把鱼拉出水面．（1）小明爸爸的质量为60kg，一只脚接触地面的

Question

小明跟着爸爸学钓鱼，爸爸告诉小明：钓到大鱼时，不要立即把鱼拉出水面，要握着鱼杆不动，与鱼“相持”一段时间后，再把鱼拉出水面．
（1）小明爸爸的质量为60kg，一只脚接触地面的面积为120cm²．站在小明身旁观看钓鱼时，对地面的压强是多少？
（2）一条质量为4kg的鱼，自由悬浮在水中的体积是多少？
（3）如图所示，小明钓到一条大鱼，与鱼相持的一段时间，鱼杆静止不动，左手的拉力F₁=200N，力臂L₁=0.4m，L₂=4m．则钓鱼线对鱼杆的拉力F₂是多少？（鱼杆所受重力不计）

Answer 1

已知：m_人=60kg  g=9.8N/kg  S₀=120cm²=0.012m²  m_鱼=4kg  ρ_水=1.0×10³kg/m³  F₁=200N  L₁=0.4m  L₂=4m 
求：（1）p=？（2）V_鱼=？（3）F₂=？
（1）爸爸对地面的压力F=G=m_人g=60kg×9.8N/kg=588N，
与地面的接触面积S=2S₀=2×0.012m²×=0.024m²，
对地面的压强为p=(F)/(S)=(588N)/(0.024m2)=2.45×10⁴Pa．
（2）鱼自由悬浮，则F_浮=G_鱼=m_鱼g=4kg×9.8N/kg=39.2N，
由阿基米德原理：F_浮=ρ_水gV_排得：
V_鱼=V_排=(F浮)/(ρ水g)=(39.2N)/(1.0×103kg/m3×9.8N/kg)=4×10^-3m³．
（3）根据杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂，
得到F₂=(F1L1)/(L2)=(200N×0.4m)/(4m)=20N．
答：（1）人对地面的压强为2.45×10⁴Pa．
（2）鱼的体积为4×10^-3m³．
（3）钓鱼线对鱼杆的拉力F₂为20N．