如图所示,是使用汽车从湖水中打捞重物的示意图.汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动.图乙是此过程中汽车拉动

发布时间:2020-08-08 18:12:44

如图所示,是使用汽车从湖水中打捞重物的示意图.汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动.图乙是此过程中汽车拉动重物的拉力F随时间t变化的图象.设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的阻力、绳重和滑轮的摩擦,g取10N/kg.
求:(1)重物露出水面前,汽车拉重物的功率;
(2)圆柱形重物的密度;
(3)水对湖底的压强(整个过程中,湖水深度不变).

网友回答

解:(1)根据题意及图象乙,重物重力G=4000N,质量m===400kg;
重物露出水面前,汽车的拉力F=3500N;
P=Fv=3500N×0.2m/s=700W;
答:重物露出水面前,汽车拉重物的功率为700W;
(2)物体所受的浮力F浮=G-F=4000N-3500N=500N;???
? 物体的体积V===0.05m3;
圆柱形重物的密度ρ===8×103kg/m3;
答:圆柱形重物的密度为8×103kg/m3;
(3)圆柱体上升到上底面与水面相平时,圆柱体下底面距河底的高度为:
h1=vt1=0.2m/s×50s=10m;
圆柱体从上底面与水面相平上升到下底面与水面相平时,
上升的距离恰好等于圆柱体的高.
h2=vt2=0.2m/s×10s=2m;
河水的深度为:h=h1+h2=10m+2m=12m;
水对湖底的压强P=ρ水gh=103kg/m3×10N/kg×12m=1.2×105Pa.
答:水对湖底的压强为1.2×105Pa.
解析分析:(1)从图象上可以看出物体浸没水中时拉力的大小,根据公式P=Fv可求重物露出水面前,汽车拉重物的功率;
露出水面后绳子的拉力就等于物体的重力;根据公式m=Gg可求物体的质量;
(2)绳子两次拉力之差,就是物体所受的浮力,根据浮力公式求出体积的大小;根据公式ρ=求出物体密度的大小;
(3)圆柱体上升到上底面与水面相平时,根据公式h=vt可求圆柱体下底面距河底的高度;圆柱体从上底面与水面相平上升到下底面与水面相平时,升的距离恰好等于圆柱体的高;最后利用液体压强公式求出水对湖底的压强.

点评:本题考查质量、密度、液体压强的计算,难点是根据图象对物体进行受力分析,这是解决本题的关键.
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