图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图.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功

发布时间:2020-08-10 06:47:22

图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图.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功率P随时间t变化的图象,设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的阻力和滑轮的摩擦,g取10N/kg.求:
(1)圆柱形重物的质量
(2)圆柱形重物的密度.
(3)打捞前,圆柱形重物上表面所受水的压力.

网友回答

解:(1)由图可知:汽车在AB段的功率为P1=700W.速度为0.2m/s,根据P==FV可求出汽车在AB段对物体的拉力为
F 1===3500N
同理,汽车在CD段对物体的拉力为.F2===4000N.
整个物体打捞过程分为三个阶段.
第一阶段,将重物从水底拉上表面刚好接触水面这一过程,G 不变,F浮不变,F1不变.且有G=F浮+F1
第二阶段,将重物拉出水面过程,这一过程,F浮变小直到为0,拉力F越来越大,对应图BC段.
第三阶段,重物刚好全部拉出水面,以后继续向上拉的过程,这一过程G不变,拉力F 3与重力G相等,对应图CD段.G=F3
因为G=F 3=4000N,所以m==400kg.
(2)F浮=G-F1=F 3-F1=4000N-3500N=500N,
F浮=ρ水gV排=ρ水gV物,
V物==5×10-2m3,
ρ物=,
(3)由图BC段可知,打捞的重物从上表面接触到水面到刚好整个物体露出水面,所需时间t=60s-50s=10s,
上升的速度为0.2m/s,所以物体升高h=10s×0.2m/s=2m,
所以物体上下表面积S===2.5×10-2m2,
F压=PS=ρ水ghS=1×10 3kg/m 3×10N/kg×10m×2.5×10 -2 m2=2.5×103N.
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