在一底面積為4m2的圓柱形深井底部，有一體積為2m3，密度為10×103kg/m3的貴重物體，現用如圖21所示...

問題詳情：

在一底面積為4m2的圓柱形深井底部，有一體積為2 m3，密度為10×103kg/ m3的貴重物體，現用如圖21所示的裝置將其打撈上來。若牽引車以0.6 m / s的速度勻速向右行駛，通過滑輪組將物體由井底開始往上拉，30s後井底受到的水的壓強恰好變化了2.5×103Pa，（忽略動滑輪和繩子的重力及滑輪與繩子之間的摩擦，g取10N/kg）求：

（1）物體的重力；

（2）物體浸沒在水中時受到的浮力；

（3）牽引車行駛了30s後，物體被提升的高度；

（4）物體未露出水面前，物體受到繩子拉力的功率；

（5）牽引車行駛了30s時，牽引車對繩子的拉力。

【回答】

（1）G物=ρ物V物g =10×103kg/ m3×2 m3×10N/kg=2×105N     （1分）

（2）F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/ m3×10N/kg×2m3 =2×104N      （1分）

（3）牽引車通過的路程：　S=vt=0.6m/s×30s=18m    （1分）

物體被提升的高度:　　h=S/n=18m/2=9m     （1分）

（4）物體露出水面前，由平衡條件得:　

F拉= G物－F浮=2×105N－2×104N=1.8×105N      （1分）

                                      （1分）

物體對繩子拉力的功率：P＝F拉v物=1.8×105N×0.3m/s=5.4×104W   （1分）

（5）由    P=ρ水g h

得水面下降的深度：                                               （1分）

此時，物體露出水面的體積：△V=S井△h=4 m2×0.25 m=1 m3

物體浸在水面下的體積：V浸= V物－△V=2 m3－1 m3=1 m3

物體受到的浮力：F/浮=ρ水gV浸=1.0×103kg/ m3×10N/kg×1m3 =1×104N （1分）

牽引車對繩子的拉力：

                                                              （1分）

知識點：滑輪

題型：計算題