Question

圖（甲）所示是使用汽車打撈水下重物的示意圖，汽車通過定滑輪牽引水下一個圓柱形重物，在整個打撈過程中，汽車以恒定的速度V=0.2m/S向右運(yùn)動。圖（乙）是此過程中汽車?yán)瓌又匚锏墓β蔖隨時間t的變化圖象，設(shè)t=0時汽車開始提升重物，忽略水的重力和滑輪的摩擦，ｇ取10N/㎏，求：

⑴圓柱型重物的質(zhì)量？

⑵圓柱型重物的密度？

⑶打撈前，圓柱形重物的上表面所受的水的壓力？

⑷從打撈開始到圓柱形重物剛剛?cè)�部露出水面，汽車共對重物做了多少功�?/p>

Answer 1

⑴由P=W/t=FS/t=FV  

所以汽車在CD階段對重物的拉力F₁=P_CD/V=800W÷0.2m/s=4000N

                              G=F₁=4000N  

m=G/g=4000N÷10N/㎏=400㎏…①

⑵同理汽車在AB階段對重物的拉力為F₂=700W÷0.2m/s=3500N

                                F_浮=G－F₂=500N

                                V_物=5×10^-2m³

                     ρ =m/ V_物=8×10³㎏/ m³                          …②

⑶重物從上表面接觸到水面到剛好整個物體全部出水

t=60S－50S=10S             物體的高度h=10s×0.2m/s=2m

                           物體的表面積S= V_物/h=2.5×10^-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50S，上升高度

H =50S×0.2m/s=10m，所以水對上表面產(chǎn)生的壓力

F_壓=PS=ρ_水g HS=2.5×10³N                               …③

⑷解法1由功的定義：  W= F₂×H＋（F₁＋F₂）÷2×h=42500J

解法2根據(jù)示功圖 :W=P_AB×60s＋（P_CD－P_AB）÷2×10s=42500J…④