Question

（8分）圖甲是從湖底打撈一個柱形物體的簡化示意圖，在打撈的過程中物體始終以0.2m/s的速度勻速豎直上升。圖乙是打撈過程中拉力隨時間變化的圖象，其中AB段表示物體浸沒在水中時提升的過程，提升的高度為h；BC段表示物體出水的過程；CD段表示物體全部露出水面后繼續提升的過程。若忽略摩擦力和水的阻力，求：

（1）物體浸沒在水中時被提升的高度h及在此過程中拉力所做的功。

（2）該物體浸沒在水中時所受的浮力。

 

Answer 1

（1）物體浸沒在水中時被提升的高度h為10m，在此過程中拉力所做的功為3500J。

（2）該物體浸沒在水中時所受的浮力為50N

【解析】

試題分析：（1）由圖象得物體浸沒在水中時間t=50s，此時拉力F=350N

由得h=s=vt=0.2m/s×50s=10m

在此過程中拉力所做的功W=Fs=Fh=350N×10m=3500J

（2）分析圖象可得：第60s物體開始離開水面，此時物體受到重力和拉力的作用，處于平衡狀態

此時G=F/=400N，物體浸沒在水中時所受的浮力F浮=G-F=400N-350N=50N

答：（1）物體浸沒在水中時被提升的高度h為10m，在此過程中拉力所做的功為3500J。

（2）該物體浸沒在水中時所受的浮力為50N。

考點： 速度、功、和浮力的計算