圖(*)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,汽車以恆定...
問題詳情:
圖(*)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,汽車以恆定的速度v=0.2m/S向右運動。圖(乙)是此過程中汽車拉動重物的功率P隨時間t的變化圖象,設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/kg。求:
(1)圓柱型重物的質量?
(2)圓柱型重物的密度?
(3)打撈前,圓柱形重物的上表面所受的水的壓力?
(4)從打撈開始到圓柱形重物剛剛全部露出水面,汽車共對重物做了多少功?
【回答】
(1)400kg(2)8×103kg/m3(3)2.5×103N(4)42500J
【解析】
(1).因為P===Fv,所以汽車在CD階段對重物的拉力:
F1===4000N,
所以物體受到的重力為:
G=F1=4000N,
物體的質量為:
m===400kg。
(2).同理汽車在AB階段對重物的拉力為:
F2===3500N,
此時物體受到的浮力為:
F浮=G﹣F2=4000N﹣3500N=500N,
物體的體積為:
V=V排===5×10-2m3,
物體的密度為:
ρ===8×103kg/m3。
(3).重物從上表面接觸到水面到剛好整個物體全部出水經歷的時間為:
t=60s﹣50s=10s,
物體的高度:
h=0.2m/s×10s=2m,
物體的表面積:
S===2.5×10﹣2m2,
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,
上升高度為:
H=0.2m/s×50s=10m,
所以水對上表面產生的壓力:
F壓=pS=ρ水gHS=1×103kg/m3×10N/kg×10m×2.5×10﹣2m2=2.5×103N。
(4).從開始打撈到物體上表面露出水面拉力做的功為:
W1=PAB×t1=700W×50s=35000J;
物體從上表面露出水面到完全離開水面拉力做的功為:
W2=△P×t2=×10s=7500J,
整個打撈過程拉力做的功為:
W=W1+W2=35000J+7500J=42500J。
答:(1).物體的質量為400kg。
(2).物體的密度為8×103kg/m3。
(3).物體上表面受到的壓力為2.5×103N。
(4).從打撈開始到圓柱形重物剛剛全部露出水面,汽車共對重物做了42500J的功。
知識點:二力平衡
題型:計算題