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如圖所示,某打撈隊的工人用滑輪組把底面積為0.02m2、高為2m的實心圓柱體從水下提起,已知圓柱體的密度為2.0×103kg/m3,水的密度為1.0×103kg/m3,滑組的機械效率是70%.(g取10N/kg,滑輪和繩子的重力忽略不計)

求:(1)圓柱體在水中所受的浮力.

(2)若圓柱體從H=16m深處被緩慢地勻速提起,到剛露出水面時,繩子自由端拉力F所做的功.

(3)如果繞在滑輪組上的繩子能承受的最大拉力為400N,則物體被提到露出水面多高時,繩子恰好被拉斷?

答案:
解析:

  解:(1)圓柱體浸沒在水中

  V=V=sh=0.02m2×2m=0.04m3

  F=ρgV

  =1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m3

  =400N

  (2)物體的重量為

  G=mg=ρgV

  =2.0×103kg/m3×0.04m3×10N/kg

  =800N

  物體在水中勻速直線運動,由力的平衡關系

  +F=G

  =G-F=800N-400N=400N

  W·s=400N×(16-2)m=5600J

  由  η=

  W=8000J

  (3)繩剛被拉斷時,物體受的拉力為,繩子的拉力為F

  η=

  得:=2ηF

  =2×0.7×400N=560N

  繩斷時,物體浸入水中深度為h,由平衡條件

  =G  =ρg=ρg(sh)

  所以:

  =

  =1.2m

  物體露出水面的高度為Δh

  Δh=h-=2m-1.2m=0.8m

  答:物體在水中所受的浮力為400N,物體剛露出水面時拉力的功為8000J.當物體露出0.8m時,繩子恰好被拉斷.


練習冊系列答案
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科目:初中物理 來源:三點一測叢書九年級  物理 題型:038

如圖所示,某打撈隊的工人用滑輪組把底面積為0.02m2、高為2m的實心圓柱體從水下提起,已知圓柱體的密度為2.0×103kg/m3,水的密度為1.0×103kg/m3,滑輪組的機械效率是70%.(g取10N/kg,滑輪和繩子的重忽略不計)求:

(1)圓柱體在水中所受的浮力.

(2)若圓柱體從H=16m深處被緩慢地勻速提起,到剛露出水面時,繩子自由端拉力F所做的功.

(3)如果繞在滑輪組上的繩子能承受的最大拉力為400N,則物體被提到露出水面多高時,繩子恰好被拉斷?

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