【題目】如圖甲所示是使用汽車打撈水庫中重物的示意圖,汽車通過定滑輪牽引水下一個質(zhì)量均勻分布的正方體重物,在整個打撈過程中,汽車以恒定的速度v=0.1m/s向右運動.圖乙是此過程中汽車拉力F跟時間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水庫水的深度;
②重物的密度.
③整個打撈過程中汽車的最小功率.

【答案】解:①由圖象可知,水庫水深h=vt1=0.1m/s×40s=4m;
②由圖象可知,正方體的邊長:l=vt2=0.1m/s×10s=1m,重物的重力G=4.5×10N,
由公式G=mg,V=13可得,ρ= =4.5×103kg/m3
③當重物出水前拉力最小,此過程的功率最小
出水前重物受到的浮力:FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×(1m)3=1.0×104N,
由F=G﹣F可得,重物出水前最小拉力:F=G﹣F=4.5×10N﹣1.0×104N=3.5×104N,
所以整個打撈過程中汽車的最小功率:P=Fv=3.5×104N×0.1m/s=3.5×103W.
答:①水庫水的深度為4m;②重物的密度為4.5×103kg/m3;③整個打撈過程中汽車的最小功率為3.5×103W.
【解析】①由圖可知重物完全露出水面所用的時間t1=40s,根據(jù)s=vt求出水庫水的深度;②露出水面后繩子的拉力就等于物體的重力,求出正方體的邊長,根據(jù)公式ρ= 求出物體密度的大;③從圖象上可以看出物體出水前拉力最小,此過程的功率最小,利用FgV求出浮力,利用F=G﹣F求出最小拉力,最后利用P=Fv求出最小功率.本題考查質(zhì)量、密度、浮力的計算,難點是根據(jù)圖象對物體進行受力分析,這是解決本題的關鍵.
【考點精析】本題主要考查了密度的計算和浮力大小的計算的相關知識點,需要掌握密度公式:ρ = m/v;浮力的公式為:F= Ggv才能正確解答此題.

練習冊系列答案
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小明在圖B所示的光具座上,不斷改變蠟燭與透鏡間的距離,并移動光屏進行實驗,所獲得的實驗數(shù)據(jù)如右表所示.

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③將小球、裝滿水的瓶子和空瓶子放在斜面上.
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