Question

圖（甲）所示是使用汽車(chē)打撈水下重物的示意圖，汽車(chē)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(chē)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(chē)?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(chē)開(kāi)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(kāi)始到圓柱形重物剛剛?cè)�部露出水面，汽�?chē)共對(duì)重物做了多少功？

Answer 1

⑴由P=W/t=FS/t=FV  

所以汽車(chē)在CD階段對(duì)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(chē)在AB階段對(duì)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(gè)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(shí)50S，上升高度

H =50S×0.2m/s=10m，所以水對(duì)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