问题
计算题
利用图所示装置,把质量为4kg、密度为4×103kg/m3的薄石块从水面下5m处拉出水面后,再提升了8m,共用时间10s。动滑轮重为20N(不计绳重及滑轮与轴间的摩擦及水对石块的阻力,设石块的两个上升过程都为匀速)。
(1)当薄石块浸没在水中5m深处时,它受到的水的压强是多少?
(2)当薄石块浸没在水中时,它受到的浮力是多少?
(3)在整个过程中拉力F做功的功率是多少?(可近似认为石块离开水面前浮力大小不变)
答案
(1)5×104Pa(2)10N(3)73W
题目分析:(1)P=ρgh=(1×103×10×5)Pa=5×104Pa
(2)V=m/ρ石=(4/4×103)m3=1×10-3m3
因为石块浸没,V排= V=1×10-3m3,
F浮=ρ水gV排=1×103×10×1×10-3=10N
(3)W1=F1S1=(G-F浮+G动)/5×5h1=(40-10+20)×5=250J
W2=F2S2=1/5(G+G动)5h2=(40+20)×8=480J
W=W1+W2=250J+480J=730J
P=W/t=730/10=73W
点评:此题涉及到的知识点较多,且有一定的拔高难度,特别是(3)整个过程中拉力F做功,步骤繁琐,是整个题的难点,此题属于难题.