據報道,某考古隊在一次試探*打撈作業時,用繩子將實心物體從水面下12m深處,沿豎直方向勻速提升到離開水面的過程...
問題詳情:
據報道,某考古隊在一次試探*打撈作業時,用繩子將實心物體從水面下12m深處,沿豎直方向勻速提升到離開水面的過程所用時間為40s,在水中繩子的拉力為300N.當物體被拉離開水面,讓其靜止時,繩子的拉力為560N.(不計繩子的重力和水的阻力,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)物體在水面下12m深處時受到的水的壓強;
(2)物體在水中勻速上升過程中繩子拉力的功率;
(3)物體浸沒在水中時所受到的浮力F浮.
【回答】
解:(1)物體從水面下12m深處水的壓強:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×12m=1.2×104Pa;
(2)拉力移動的速度:
v===0.3m/s,
物體在水中勻速上升過程中繩子拉力的功率:
P===Fv=300N×0.3m/s=90W;
(3)由題意知,物體被拉離開水面其靜止,處於平衡狀態,根據二力平衡條件可知,G==560N,
物體在水中勻速上升到離開水面的過程中,受到重力、浮力和繩子的拉力的作用處於平衡狀態,所以,G=F浮+F拉.
則物體浸沒在水中時所受到的浮力:
F浮=G﹣F拉=560N﹣300N=260N.
答:(1)物體在水面下12m深處時受到的水的壓強為1.2×104Pa;
(2)物體在水中勻速上升過程中繩子拉力的功率為90W;
(3)物體浸沒在水中時所受到的浮力F浮為260N.
【點評】此題考查浮力的大小計算,阿基米德原理和功率的計算,關鍵有二:一是功率推導式P===Fv的應用;二是對物體進行正確的受力分析,並利用力的平衡得出相關物理量的大小.
知識點:壓強和浮力單元測試
題型:計算題
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