1.如圖所示,是使用汽車從湖水中打撈重物的示意圖.汽車通過(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?yán)瓌?dòng)重物的拉力F隨時(shí)間t變化的圖象.設(shè)t=0時(shí)汽車開(kāi)始提升重物,忽略水的阻力、繩重和滑輪的摩擦,g取10N/kg.重物露出水面前,汽車?yán)匚锏墓β蕿?00W,圓柱形重物的密度為8×103kg/m3,水對(duì)湖底的壓強(qiáng)為1.2×105Pa(整個(gè)過(guò)程中,湖水深度不變).

分析 (1)從圖象上可以看出物體浸沒(méi)水中時(shí)拉力的大小,根據(jù)公式P=Fv可求重物露出水面前,汽車?yán)匚锏墓β剩?br />露出水面后繩子的拉力就等于物體的重力;根據(jù)公式G=mg可求物體的質(zhì)量;
(2)繩子兩次拉力之差,就是物體所受的浮力,根據(jù)浮力公式求出體積的大小;根據(jù)公式ρ=$\frac{m}{V}$求出物體密度的大小;
(3)圓柱體上升到上底面與水面相平時(shí),根據(jù)公式h=vt可求圓柱體下底面距河底的高度;圓柱體從上底面與水面相平上升到下底面與水面相平時(shí),升的距離恰好等于圓柱體的高;最后利用液體壓強(qiáng)公式求出水對(duì)湖底的壓強(qiáng).

解答 解:
(1)根據(jù)題意及圖象乙可知,重物重力G=4000N,
質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{4000N}{10N/kg}$=400kg;
重物露出水面前,汽車的拉力F=3500N;
所以重物露出水面前,汽車?yán)匚锏墓β剩?br />P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{v}$=Fv=3500N×0.2m/s=700W;
(2)由圖象知,物體所受的浮力:F=G-F=4000N-3500N=500N;   
由阿基米德原理可得,物體的體積:
V=V=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{500N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.05m3
圓柱形重物的密度:
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{400kg}{0.05{m}^{3}}$=8×103kg/m3;
(3)圓柱體上升到上底面與水面相平時(shí),圓柱體下底面距河底的高度為:
h1=vtAB=0.2m/s×50s=10m;
圓柱體從剛露出水面 到下底面與水面相平時(shí),上升的距離恰好等于圓柱體的高,
h2=vtBC=0.2m/s×10s=2m;
河水的深度為:h=h1+h2=10m+2m=12m;
水對(duì)湖底的壓強(qiáng):p=ρgh=103kg/m3×10N/kg×12m=1.2×105Pa.
故答案為:700;8×103;1.2×105

點(diǎn)評(píng) 本題考查質(zhì)量、密度、液體壓強(qiáng)的計(jì)算,難點(diǎn)是根據(jù)圖象對(duì)物體進(jìn)行受力分析,這是解決本題的關(guān)鍵.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)寫出實(shí)驗(yàn)步驟
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②用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出工藝品在空氣中的重力G1;
③向玻璃杯中倒入適量的水,用彈簧秤吊著把工藝品浸沒(méi)在水中,讀出彈簧秤的示數(shù)F;
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