8.據(jù)報道,湖北黃石市某水庫庫底是一座舊城遺址.在某次試探性打撈作業(yè)時,用繩子將實心物體從水下12m深處沿豎直方向勻速提升到離水面2m深處,該過程所用時間為40s,拉力F做功的功率為100W.當物體被拉到有$\frac{4}{5}$的體積露出水面時,讓其靜止,此時繩子的拉力F′=600N.不計繩子的重力和水的阻力.(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)物體在水面下方勻速上升過程中繩子的拉力;
(2)物體浸沒在水中時所受的浮力F;
(3)物體的密度.

分析 (1)關鍵速度公式,求出物體的速度;在根據(jù)功率P=Fv變形后可求拉力F;
(2)根據(jù)物體的受力情況,運用阿基米德原理可求浮力;
(3)根據(jù)阿基米德原理變形后求出物體的體積,再根據(jù)重力G求出物體質量m,最后運用密度公式求出密度.

解答 解:(1)物體在水中的速度為:
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{12m-2m}{40s}$=0.25m/s;
由P=Fv得,拉力為:
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{100W}{0.25m/s}$=400N;
(2)當物體浸沒時,V=V;當物體被拉到有$\frac{4}{5}$的體積露出水面時,即V′=$\frac{1}{5}$V
浸沒時物體受到浮力為:
FgVgV;
有$\frac{4}{5}$的體積露出水面時,受到浮力為:
F′=ρgVg$\frac{1}{5}$V;
故得出:F′=$\frac{1}{5}$F-------①
浸沒時,物體受向上的拉力、向上的浮力和向下的重力,則有:F+F=G--------②
當$\frac{4}{5}$的體積露出水面時,根據(jù)力的平衡條件可得:F′+F′=G---------③
故得出:F+F=F′+F′,即F+F=F′+$\frac{1}{5}$F;
則浸沒時的浮力為:F=$\frac{5}{4}$(F′-F)=$\frac{5}{4}$(600N-400N)=250N;
(3)由FgV可得,物體的體積:
V=V=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水g}}$=$\frac{250N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.025m3;
由②式可得物體的重力:G=F+F=400N+250N=650N;
物體質量為:m=$\frac{{G}_{物}}{g}$=$\frac{650N}{10N/kg}$=65kg;
物體密度為:ρ=$\frac{m}{{V}_{物}}$=$\frac{65kg}{0.025{m}^{3}}$=2.6×103kg/m3;
答:(1)物體在水面下方勻速上升過程中繩子的拉力為400N;
(2)物體浸沒在水中時所受的浮力F為250N;
(3)物體的密度為2.6×103kg/m3

點評 分析準確物體的受力,綜合運用速度公式、功率公式、阿基米德原理以及密度公式;是解答此題的關鍵.

練習冊系列答案
相關習題

科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

18.小徐進行“凸透鏡成像規(guī)律”的研究,當把蠟燭放在如圖所示的位置,正好能成等大的像.他進行如下操作時,能使像變大的是( 。
A.將蠟燭向左移動10cmB.將蠟燭向左移動15cm
C.將蠟燭向右移動10cmD.將蠟燭向右移動15cm

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

19.在探究“固體熔化過程中的規(guī)律”實驗中:
(1)小文和小明分別利用圖甲和圖乙的裝置進行實驗探究,你的選擇是乙比較好,理由是乙裝置可使固體受熱均勻,延緩熔化速度,便于觀察狀態(tài)變化,便于測量、記錄溫度和時間.
(2)小聰記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表:
時間/s0306090120150210240270
溫度/℃-4-20000012
狀態(tài)固態(tài)固態(tài)固、液固、液固、液固、液固、液液態(tài)液態(tài)
請你在圖丙中把表格中的數(shù)據(jù)轉化成圖線.

(3)實驗中,該物質可能是冰(填物質名稱)實驗表明:晶體在熔化過程中,吸收熱量,溫度不變.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

16.如圖所示是手機工具箱的一款工具,你可以給它取個名字叫分貝儀,根據(jù)圖中顯示的信息可知此時的環(huán)境不適合 休息(填“適合”或“不適合”).

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:多選題

3.一水平傳送帶如圖所示,傳送帶以恒定速度V運動,兩傳動輪間的距離為d.某時刻將一小物件P輕輕地放在左側,一段時間后與傳送帶保持相對靜止并隨傳送帶一起向右運動,直至從右側卸下.物件在傳送帶上運動的整個過程中( 。
A.傳送時間等于$\fraczazi9hq{v}$
B.傳送時間大于$\fracbyidd6i{v}$
C.物件先受到向左的摩擦力,后不受摩擦力
D.物件先受到向右的摩擦力,后不受摩擦力

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:解答題

13.據(jù)《生活報》訊,2017年4月14日起,插線板新國家標準正式實施,要求插線板的插孔須設置“保護門”,“保護門”可有效防止兒童將手指插入插孔而造成觸電事故,同時可避免灰塵長期沉積而造成的內(nèi)部短路(選填“斷路”或“短路”).在線材方面要求:如果最大工作電流16A的延長線插座,導線的最小橫截面積由原來的1mm2增加到1.5mm2.請你根據(jù)所學物理知識解釋增加導線橫截面積的好處.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

20.當一導體兩端的電壓為8V時,通過它的電流為0.5A,則這導體的電阻為16Ω,當兩端電壓為0V時,則導體的電阻為16Ω.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:解答題

17.一天飯后,小明同學幫媽媽收拾桌上的碗筷時不小心將一杯水碰倒,他忙拿干抹布去擦,卻很難將水擦干,媽媽見狀拿了另一塊干抹布擦,很快就將桌上的水擦干了,他感到有些奇怪.忙問媽媽是怎么回事?媽媽只是告訴他:“我拿的抹布是棉布做的,你手里的抹布是滌綸的”.他很想知道抹布的吸水能力與布料種類的關系,于是他進行了如下的實驗探究.
(1)實驗目的:探究抹布的吸水能力與其布料之間的關系.
(2)所需的器材:三個形狀和大小相同的燒杯、質量相同的滌綸、麻、棉各一塊,足夠的水.
(3)主要步驟:將三個燒杯中倒入質量相同的水,分別將三塊布放入各個燒杯中讓水浸透,然后將三塊布分別取出.從方便和準確的角度看,應觀察和比較杯中所剩的水量,將現(xiàn)象記入表中.
 布料種類 滌綸麻  棉
 杯中所剩水量 最多 較少 最少
 布塊所含水量 最少 較多 最多
(4)結論:棉質抹布的吸水能力最強.
(5)應用:炎熱的夏天,如果人體皮膚被汗浸透,會讓人覺得很不舒服,因此,從吸水多少這個角度說,應盡量采用棉質類的布料來制作夏裝.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

18.如圖所示,高為0.3m的圓柱形容器內(nèi)盛有0.1m深的水.現(xiàn)將一密度為2×103kg/m3,底面積為S0m2,高為0.15m的圓柱形物塊豎直放入水中,已知容器底面積為物塊底面積的5倍,則物塊靜止在水中時(物塊與容器底不密合),物塊受到的浮力為1250S0N,水對容器底的壓力為6250S0N(水的密度為1.0×103kg/m3,g取10N/kg).

查看答案和解析>>

同步練習冊答案