Question

【題目】科考人員在平靜湖面底部(湖底水平，潮面足夠大)，發(fā)現(xiàn)一貴重圓柱體金屬物體(物體未與湖底緊密接觸)�，F(xiàn)用如圖的裝置將其打撈上來(lái)，若牽引車(chē)以0.1m/s的速度勻速向右行駛，通過(guò)滑輪組將物體由湖底開(kāi)始往上拉，牽引車(chē)對(duì)繩的拉力的功率隨時(shí)間變化如圖，(忽略動(dòng)滑輪和繩子的重力及滑輪與繩子之間的摩擦)求：

(1)物體離開(kāi)水面后，在空中時(shí)牽引車(chē)對(duì)繩子的拉力；

(2)物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力；

(3)物體未被打撈時(shí)對(duì)湖底的壓強(qiáng)。

Answer 1

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

(1)由圖分析可得，90s后物體離開(kāi)水面，牽引力的功率為1.0×104W，牽引車(chē)的速度為0.1m/s，由P=Fv得，牽引車(chē)對(duì)繩子的拉力

(2)由圖分析可得，70s前物體浸沒(méi)在水中，牽引力的功率為0.9×104W，牽引車(chē)的速度為0.1m/s，由P=Fv得，牽引車(chē)對(duì)繩子的拉力

由圖可知，滑輪組的繩子段數(shù)為2，所以滑輪對(duì)物體的拉力

90s后物體離開(kāi)水面，滑輪組對(duì)物體的拉力等于物體的重力

物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力

(3)物體未被打撈時(shí)，物體受到重力、浮力和支持力，物體靜止，所以物體受到的支持力為

物體受到的支持力與物體對(duì)湖底的壓力為相互作用力，大小相等，即

由 得物體的體積

物體70s時(shí)開(kāi)始漏出水面，90s時(shí)全部漏出水面，所以物體的高度

物體的底面積

所以物體未被打撈時(shí)對(duì)湖底的壓強(qiáng)