题目内容

【题目】图是修建码头时用钢缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3 m/s的速度匀速下降时的情景。图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象。求:

1)长方体A的高度;

2)长方体A浸没在水中后受到的浮力;

3)长方体A的密度。

【答案】(1) 1.5m. (2) 2×104N. (3) 1.5×103kgm3.

【解析】

(1).由图乙可知,长方体A从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间:t=15s10s=5s

根据v=可得,长方体A的高度:s=vt=0.3m/s×5s=1.5m

(2).由图乙可知,前10s钢绳的拉力不变,等于物体A的重力,此时物体在水面以上,

所以拉力与重力是一对平衡力,则:G=F=3×104N

1015s,钢绳的拉力减小,是物体A从与水面接触到完全浸没,

由图可知,A完全浸入水中时,拉力F=1×104N

所以石料受到的浮力:F=GF=3×104N1×104N=2×104N

(3).根据F=ρgV可得,A的体积:

V=V===2m3

所以A的密度:

====1.5×103kgm3

答:(1).长方体A的高度为1.5m.

(2).长方体A浸没在水中后受到的浮力为2×104N.

(3).长方体A的密度为1.5×103kgm3.

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