如图(甲)所示是使用吊车打捞浸没水下重物的示意图.水下有一个圆柱形重物,在整个打捞过程中,吊车以υ?m/s速度竖直向上提拉重物.图(乙)是此过程中吊车拉动重物的功率P

发布时间:2020-08-08 02:20:30

如图(甲)所示是使用吊车打捞浸没水下重物的示意图.水下有一个圆柱形重物,在整个打捞过程中,吊车以υ?m/s速度竖直向上提拉重物.图(乙)是此过程中吊车拉动重物的功率P随时间t的变化图象,设t=0时开始提升重物,忽略机械的重力、各部件间的摩擦和水的阻力,g取10N/㎏,求:
(1)圆柱型重物沉在水底时,上表面受到水的压强是多大?
(2)圆柱型重物的密度?

网友回答

解:(1)从图象可知,当重物未露出水面时吊车拉动重物的功率P为P1,所用的时间为t1;
重物上表面距离水面的距离为h1=vt1;上表面受到水的压强为:p=ρgh1=ρgvt1.
(2)当重物未露出水面时,重物受到三个力的作用,即拉力F1、重力G、浮力F浮;
三个力的关系为F1=G-F浮;且有P1=F1v.
当重物全部露出水面时,重物受到两个力的作用,即拉力F2、重力G;
两个力的关系为F2=G;且有P2=F2v.
由F2=G和P2=F2v得:G=.
由P1=F1v得:F1=;
将F1=和G=代入F1=G-F浮中可得:F浮=-=;
再由阿基米德原理知F浮=ρgV排,则V物=V排===.
则重物的密度为ρ物===.
答:(1)圆柱型重物沉在水底时,上表面受到水的压强是ρgvt1.
(2)圆柱型重物的密度为.
解析分析:(1)根据图象,搞清上表面所处的深度h,并运用液体压强公式p=ρgh,可求出上表面受到的压强.
(2)充分利用图象中功率与拉力的关系P=Fv,准确分析物体的受力情况,可求出重物的密度.

点评:此题是一道很难的力学综合题,熟练运用液体压强公式、阿基米德原理以及功率的公式;准确分析图象中的信息,方可解答此题.
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