摘要:25.如图甲所示是使用汽车打捞水库中重物的示意图,汽车通过定滑轮牵引水下一个质量均匀分布的正方体重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.1m/s向右运动,图乙是此过程中汽车拉力F跟时间t变化的图象,设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的阻力和滑轮的摩擦,
践行者初中物理力学典题详解第263题
25.如图甲所示是使用汽车打捞水库中重物的示意图,汽车通过定滑轮牵引水下一个质量均匀分布的正方体重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.1m/s向右运动,图乙是此过程中汽车拉力F跟时间t变化的图象,设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的阻力和滑轮的摩擦,g取10N/kg,求:
(1)水库水的深度;
(2)重物的密度;
(3)整个打捞过程中汽车的最小功率。
解1由题意可知:物体上升的速度v=0.1m/s,
分析乙图可知:
①AB段:0≤t
②BC段:30s≤t≤40s,物体从上表面出水直到下表面出水,
则水深h=vt=0.1m/s×40s=4m,
物体高H=vt=0.1m/s×(40s-30s)=1m,
则物体体积V=H³=1m³;
③CD段,t>40s,物体完全出水,
且F=4.5×10⁴N,
则物重G=F=4.5×10⁴N,
则物体密度为ρ=G/gV
=4.5×10⁴N/10N/kg×1m³
=4.5×10³kg/m³;
2当物体浸没在水中时,
V排=V=1m³,
则F浮=ρ水gV排
=1×10³kg/m³×10N/kg×1m³
此时汽车的拉力最小,
且Fmin=G-F浮
=4.5×10⁴N-1×10⁴N
=3.5×10⁴N,
则汽车的最小功率为:
Pmin=Fmin·v
=3.5×10⁴N×0.1m/s
=3.5×10³W。
答案:⑴4m;⑵4.5×10³kg/m³;⑶3.5×10³W.
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来源:践行者166