Question

15．如图所示，重物A是体积为5dm²，密度为7.9×10³kg/m³的实心金属块，将它完全浸没在水中，用如图所示装置提升，物体上升速度为0.3m/s，此时工人的拉力为300N（不计绳重，g=10N/kg）．求：
（1）重物A受到的浮力为多少？
（2）重物在没有离开水面时，工人做功的功率是多大？

Answer 1

分析 （1）物体A浸没时排开水的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理求出重物A受到的浮力；
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据v_绳=nv_物求出绳子自由端移动的速度，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出工人做功的功率．

解答 解：（1）物体A浸没时排开水的体积和自身的体积相等，则重物A受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV=1.0×10³kg/m³×10N/kg×5×10^-3m³=50N；
（2）由图可知，n=2，则绳子自由端移动的速度：
v_绳=nv_物=2×0.3m/s=0.6m/s，
则工人做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=300N×0.6m/s=180W．
答：（1）重物A受到的浮力为50N；
（2）重物在没有离开水面时，工人做功的功率是180W．

点评 本题考查了阿基米德原理的应用和功率的计算，明确物体上升速度和绳子自由端的速度关系是关键．