Question

如圖21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立方體重物，在整個打撈過程中，汽車以恒定的速度v=0.1m/s向右運動．如圖乙是此過程中汽車拉力F隨時間t變化的圖象．設t=0時汽車開始提升重物．忽略水的阻力和滑輪的摩擦．g取10N/kg。求：

（1）整個打撈過程中汽車的最大功率；（2分）

（2）打撈前重物上表面受到水的壓強；（2分）

（3）打撈前，圓柱形重物上表面所受水的壓力。（3分）

Answer 1

（1）3500W  (2)50000Pa   (3)25000Pa

【解析】

試題分析：(1)由圖可知：汽車在CD段的拉力最大，此時的功率也最大，根據P=FV可求出汽車在CD段功率為3500W；（2）打撈前重物上表面所處的深度為5m，所以此時受到水的壓強為：p=ρ_水gh=50000Pa；（3）由圖BC段可知，打撈的重物從上表面接觸到水面到剛好整個物體露出水面，所需時t=60s-50s=10s，
上升的速度為0.1m/s，所以物體升高h=10s×0.1m/s=1m，所以物體上下表面積S=5.0×10^-2_m²，原來物體上表面距離水面的高度h₁=vt=0.1m/s×50s=5m，F_壓=PS=ρ_水gh₁S=1×10³kg/m³×10N/kg×5m×5.0×10^-2m²=2.5×10³N。
考點：功率；壓力和壓強的計算