问题
问答题
某人用绳子将一物体从水面下2m深处的地方匀速提到水面下0.5m处的过程中，所用时间为6s，拉力F1做功的功率为9W，当物体拉到有l/5的体积露出水面时，让其静止，此时绳子对物体的拉力为40N，不计绳子的质量，忽略水的阻力．
求：（1）拉力F1的大小；（2）物体浸没时所受的浮力；（3）物体的密度．
答案
（1）物体在水下上升的距离：
s=2m-0.5m=1.5m，
上升速度：
v=
=s t
=0.25m/s，1.5m 6s
∵P=
=W t
=Fv，P=9W，Fs t
∴拉力F1的大小：
F1=
=P v
=36N；9W 0.25m/s
（2）当物体浸没时，F1=G-F浮=G-ρ水v排g=G-ρ水v物g=，----------①
当物体有
体积露出水面时：F2=G-F浮′=G-1 5
ρ水v物g=G-4 5
F浮---------②4 5
由①②式得到：
F浮=F2-F1，1 5
F浮=5（F2-F1）=5×（40N-36N）=20N；
（3）当物体浸没时，F浮=20N，G=F1+F浮=36N+20N=56N，
∵F浮=ρ水v排g=ρ水v物g，
∴v物=
=F浮 ρ水g
=2×10-3m3，20N 1×103kg/m3×10N/kg
物体的质量：
m=
=G g
=5.6kg，56N 10N/kg
物体的密度：
ρ物=
=m v物
=2.8×103kg/m3．5.6kg 2×10-3m3
答：（1）拉力F1的大小为36N；
（2）物体浸没时所受的浮力20N；
（3）物体的密度为2.8×103kg/m3．