Question

某人用繩子將一物體從水面下2m深處的地方勻速提到水面下0.5m處的過程中，所用時間為6s，拉力F₁做功的功率為9W，當(dāng)物體拉到有l(wèi)/5的體積露出水面時，讓其靜止，此時繩子對物體的拉力為40N，不計繩子的質(zhì)量，忽略水的阻力．
求：（1）拉力F₁的大�。唬�2）物體浸沒時所受的浮力；（3）物體的密度．

Answer 1

（1）物體在水下上升的距離：
s=2m-0.5m=1.5m，
上升速度：
v=

s

t

=

1.5m

6s

=0.25m/s，
∵P=

W

t

=

Fs

t

=Fv，P=9W，
∴拉力F₁的大�。�
F₁=

P

v

=

9W

0.25m/s

=36N；
（2）當(dāng)物體浸沒時，F(xiàn)₁=G-F_浮=G-ρ_水v_排g=G-ρ_水v_物g=，----------①
當(dāng)物體有

1

5

體積露出水面時：F₂=G-F_浮′=G-

4

5

ρ_水v_物g=G-

4

5

F_浮---------②
由①②式得到：

1

5

F_浮=F₂-F₁，
F_浮=5（F₂-F₁）=5×（40N-36N）=20N；
（3）當(dāng)物體浸沒時，F(xiàn)_浮=20N，G=F₁+F_浮=36N+20N=56N，
∵F_浮=ρ_水v_排g=ρ_水v_物g，
∴v_物=

F浮

ρ水g

=

20N

1×103kg/m3×10N/kg

=2×10^-3m³，
物體的質(zhì)量：
m=

G

g

=

56N

10N/kg

=5.6kg，
物體的密度：
ρ_物=

m

v物

=

5.6kg

2×10-3m3

=2.8×10³kg/m³．
答：（1）拉力F₁的大小為36N；
（2）物體浸沒時所受的浮力20N；
（3）物體的密度為2.8×10³kg/m³．