某地要修建一座大桥.如图甲所示,现要用吊车向湖底投放圆柱形石料,在整个投放过程中,假定石料始终以0.2m/s的速度匀速下降,图乙是钢丝绳的拉力F随时间t变化的图象(从

发布时间:2020-08-10 09:00:37

某地要修建一座大桥.如图甲所示,现要用吊车向湖底投放圆柱形石料,在整个投放过程中,假定石料始终以0.2m/s的速度匀速下降,图乙是钢丝绳的拉力F随时间t变化的图象(从石料距水面某一高度开始计时到石料刚好接触湖底).忽略水的阻力,(本题g=10N/kg).求:
(1)0~30s内重力做功的功率.????
(2)完全浸没后,石料排开水的质量为多少?
(3)圆柱形石料的密度是多少?

网友回答

解:(1)由图可知,当石块没有浸入水中时,拉力等于重力,
即:F=G=1400N,
重力做功的功率P===Gv=1400N×0.2m/s=280W;
(2)由图可知,当石块完全浸入水中时,拉力F′=900N,
所以石料受的浮力为:
F浮=G-F′=1400N-900N=500N,
根据阿基米德原理可知:
排开水的重力G排=F浮=500N,
∵G=mg
∴排开水的质量:
m排===50kg;
(3)∵G=mg
∴石料的质量m===140kg,
根据阿基米德原理,F浮=ρ水gV排,
∴V排===5×10-2m3,
因为石料完全浸没,∴V石=V排=5×10-2m3
∴石料的密度:
ρ石===2.8×103kg∕m3.
答:(1)0~30s内重力做功的功率为280W;
(2)完全浸没后,石料排开水的质量为50kg;
(3)圆柱形石料的密度是2.8×103kg∕m3.
解析分析:(1)分析钢绳拉力随时间t变化的图象,当石块没有浸入水中时,拉力等于重力,据此得出石料的重力,根据P===Gv求出重力做功的功率;
(2)当石块全浸入后,拉力等于重力减去浮力,据此求出石料受到的浮力,根据阿基米德原理可知排开水的重力,根据G=mg求出排开水的质量;
(3)根据阿基米德原理求石料排开水的体积(石料的体积),知道石料重,利用重力公式求石料的质量,最后利用密度公式求石料的密度.

点评:本题的解题关键是通过图乙确定石料的重力及钢丝绳受到的拉力、会用称重法计算出石料受到的浮力.
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