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如图甲是使用汽车打捞水下重物的示意图,汽车通过定滑轮牵引水下一个立方体重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.1m/s向右运动.如图乙是此过程中汽车拉力F随时间t变化的图象
题目详情
如图甲是使用汽车打捞水下重物的示意图,汽车通过定滑轮牵引水下一个立方体重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.1m/s向右运动.如图乙是此过程中汽车拉力F随时间t变化的图象.设t=0时汽车开始提升重物.忽略水的阻力和滑轮的摩擦.g取10N/kg.求:
(1)整个打捞过程中汽车的最大功率;
(2)打捞前重物上表面受到水的压强;
(3)打捞前重物对池底的压强.
(1)整个打捞过程中汽车的最大功率;
(2)打捞前重物上表面受到水的压强;
(3)打捞前重物对池底的压强.
▼优质解答
答案和解析
(1)由图乙可知,重物离开水面后的拉力F=35×103N=3.5×104N,
上升速度v=0.1m/s,
整个打捞过程中汽车的最大功率:
P最大=Fv=3.5×104N×0.1m/s=3.5×103W;
(2)由图乙可知,在重物未露出水面前,上升的时间t=50s,
上升的高度:
h=vt=0.1m/s×50s=5m,
打捞前重物上表面受到水的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa;
(3)由图乙可知,在重物刚露出水面后,拉力F=G=3.5×104N,
立方体重物的边长L=v(60s-50s)=0.1m/s×10s=1m,
体积V=1m3,
受到水的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×1m3=1×104N,
重物对池底的压力:
F压=G-F浮=3.5×104N-1×104N=2.5×104N,
受力面积s=1m2,
重物对池底的压强:
p=
=
=2.5×104Pa.
答:(1)整个打捞过程中汽车的最大功率为3.5×103W;
(2)打捞前重物上表面受到水的压强为5×104Pa;
(3)打捞前重物对池底的压强2.5×104Pa.
(1)由图乙可知,重物离开水面后的拉力F=35×103N=3.5×104N,
上升速度v=0.1m/s,
整个打捞过程中汽车的最大功率:
P最大=Fv=3.5×104N×0.1m/s=3.5×103W;
(2)由图乙可知,在重物未露出水面前,上升的时间t=50s,
上升的高度:
h=vt=0.1m/s×50s=5m,
打捞前重物上表面受到水的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa;
(3)由图乙可知,在重物刚露出水面后,拉力F=G=3.5×104N,
立方体重物的边长L=v(60s-50s)=0.1m/s×10s=1m,
体积V=1m3,
受到水的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×1m3=1×104N,
重物对池底的压力:
F压=G-F浮=3.5×104N-1×104N=2.5×104N,
受力面积s=1m2,
重物对池底的压强:
p=
F压 |
S |
2.5×104N |
1m2 |
答:(1)整个打捞过程中汽车的最大功率为3.5×103W;
(2)打捞前重物上表面受到水的压强为5×104Pa;
(3)打捞前重物对池底的压强2.5×104Pa.
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