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在一底面积为4m2的圆柱形深井底部,有一体积为2m3,密度为10×103kg/m3的贵重物体,现用如图所示的装置将去打捞上来,若牵引车以0.6m/s的速度匀速向右行驶,通过滑轮组将物体由井底开始往
题目详情
在一底面积为4m2的圆柱形深井底部,有一体积为2m3,密度为10×103kg/m3的贵重物体,现用如图所示的装置将去打捞上来,若牵引车以0.6m/s的速度匀速向右行驶,通过滑轮组将物体由井底开始往上拉,30s后井底受到的水的压强恰好变化了2.5×103Pa,(忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦,g取10N/kg)求:
(1)物体的重力;
(2)物体浸没在水中时受到的浮力;
(3)牵引车行驶了30s后,物体被提升的高度;
(4)物体露出水面前,物体受到绳子拉力的功率;
(5)牵引车行驶了30s时,牵引车对绳子的拉力.
(1)物体的重力;
(2)物体浸没在水中时受到的浮力;
(3)牵引车行驶了30s后,物体被提升的高度;
(4)物体露出水面前,物体受到绳子拉力的功率;
(5)牵引车行驶了30s时,牵引车对绳子的拉力.
▼优质解答
答案和解析
(1)物体重力:
G=mg=ρ物V物g=10×103kg/m3×2m3×10N/kg=2×105N;
(2)物体浸没在水中时,V排=V物=2m3,
受到的浮力:
F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×2m3×10N/kg=2×104N;
(3)由图知,n=2,
物体上升速度v物=
v车=
×0.6m/s=0.3m/s,
物体被提升的高度:
h=v物t=0.3m/s×30s=9m;
(4)物体露出水面前,物体受到绳子拉力:
F拉=G物-F浮=2×105N-2×104N=1.8×105N,
功率:
P=F拉v物=1.8×105N×0.3m/s=5.4×104W;
(5)30s后井底受到的水的压强恰好变化了2.5×103Pa,
即△p=ρ水g△h=1×103kg/m3×10N/kg×△h=2.5×103Pa,
水面下降了△h=0.25m,
排开水的体积减小值:
△V排=S△h=4m2×0.25m=1m3,
V排′=
V排,
此时物体受到的浮力:
F浮′=
F浮=
×2×104N=1×104N;
忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦,牵引车对绳子的拉力:
F=
(G物-F浮′)=
(2×105N-1×104N)=9.5×104N.
答:(1)物体的重力为2×105N;
(2)物体浸没在水中时受到的浮力为2×104N;
(3)牵引车行驶了30s后,物体被提升的高度为9m;
(4)物体露出水面前,物体受到绳子拉力的功率为5.4×104W;
(5)牵引车行驶了30s时,牵引车对绳子的拉力9.5×104N.
(1)物体重力:
G=mg=ρ物V物g=10×103kg/m3×2m3×10N/kg=2×105N;
(2)物体浸没在水中时,V排=V物=2m3,
受到的浮力:
F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×2m3×10N/kg=2×104N;
(3)由图知,n=2,
物体上升速度v物=
1 |
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物体被提升的高度:
h=v物t=0.3m/s×30s=9m;
(4)物体露出水面前,物体受到绳子拉力:
F拉=G物-F浮=2×105N-2×104N=1.8×105N,
功率:
P=F拉v物=1.8×105N×0.3m/s=5.4×104W;
(5)30s后井底受到的水的压强恰好变化了2.5×103Pa,
即△p=ρ水g△h=1×103kg/m3×10N/kg×△h=2.5×103Pa,
水面下降了△h=0.25m,
排开水的体积减小值:
△V排=S△h=4m2×0.25m=1m3,
V排′=
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此时物体受到的浮力:
F浮′=
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忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦,牵引车对绳子的拉力:
F=
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答:(1)物体的重力为2×105N;
(2)物体浸没在水中时受到的浮力为2×104N;
(3)牵引车行驶了30s后,物体被提升的高度为9m;
(4)物体露出水面前,物体受到绳子拉力的功率为5.4×104W;
(5)牵引车行驶了30s时,牵引车对绳子的拉力9.5×104N.
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