Question

10．圖（甲）所示是使用汽車打撈水下重物的示意圖，汽車通過(guò)定滑輪牽引水下一個(gè)圓柱形重物，在整個(gè)打撈過(guò)程中，汽車以恒定的速度v=0.2m/s向右運(yùn)動(dòng)．圖（乙）是此過(guò)程中汽車?yán)瓌?dòng)重物的功率P隨時(shí)間t的變化圖象，設(shè)t=0時(shí)汽車開始提升重物，不計(jì)繩重和滑輪的摩擦．求：

（1）圓柱體露出水面前，汽車對(duì)圓柱體的拉力．
（2）打撈前，圓柱體上表面所受水的壓強(qiáng)？
（3）圓柱體露出水面前，圓柱體受到的浮力？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv的變形公式求出汽車在AB階段對(duì)重物的拉力；
（2）先根據(jù)圖乙讀出時(shí)間，然后利用速度的變形公式求出上升的高度，再利用液體壓強(qiáng)公式求出圓柱體上表面所受水的壓強(qiáng)；
（3）

解答 解：（1）由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，汽車在AB階段對(duì)重物的拉力：
F₁=$\frac{{P}_{AB}}{v}$=$\frac{700W}{0.2m/s}$=3500N．
（2）由圖乙AB階段可知，物體從水底上升到上表面剛好接觸水面用時(shí)50s，
由v=$\frac{s}{t}$可知，上升高度為：
s=vt=0.2m/s×50s=10m，因此圓柱體上表面的水深為h=s=10m
故圓柱體上表面所受水的壓強(qiáng)：
p_圓柱=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10 N/kg×10m=10⁵pa；
（3）由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可知，汽車在CD階段對(duì)重物的拉力為：
F₂=$\frac{{P}_{CD}}{v}$=$\frac{800W}{0.2m/s}$=4000N，則圓柱體受到的重力G=F₂=4000N；
此時(shí)物體受到的浮力為：F_浮=G-F₂=4000N-3500N=500N．
答：（1）圓柱體露出水面前，汽車對(duì)圓柱體的拉力為3500N．
（2）打撈前，圓柱體上表面所受水的壓強(qiáng)為10⁵pa；
（3）圓柱體露出水面前，圓柱體受到的浮力為500N．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合性比較強(qiáng)，考查內(nèi)容比較多，包括功率公式、稱重法、壓強(qiáng)計(jì)算等．此題的關(guān)鍵是要看懂圖象，從中找出對(duì)解題有用的信息．