Question

【題目】如圖甲,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向右運動。圖乙是此過程中汽車對重物拉力的功率P隨時間t的變化圖像。設t=0時汽車開始提升重物,忽略水的重力和滑輪的摩擦,求:

（1）圓柱型重物的高度;

（2）圓柱型重物完全在水下時所受的浮力;

（3）打撈前,圓柱形重物的上表面所受的水的壓力。

Answer 1

【答案】(1)2m；(2)500N；(3)3000N。

【解析】

(1)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60s，完全露出液面用時70s，由可知，圓柱型重物的高度：

(2)由可知，汽車在CD階段對重物的拉力為：

則圓柱體受到的重力：

汽車在AB階段對重物的拉力為：

此時物體受到的浮力為：

(3)由得，圓柱體的體積：

由可得，圓柱體的橫截面積：

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60s，上升高度為：

因此圓柱體上表面的水深為：

故圓柱體上表面所受水的壓強：

由得，打撈前，圓柱形重物的上表面所受的水的壓力：

答：(1)圓柱型重物的高度是2m；

(2)圓柱型重物完全在水下時所受的浮力是500N；

(3)打撈前，圓柱形重物的上表面所受的水的壓力是3000N。