题目内容
（2013?河东区一模）如图1所示，某工程队在一次施工作业中，以恒定速度沿竖直方向将质量为5×103kg的圆柱形实心工件从深水中吊起至距水面某一高度．绳子作用在工件上端的拉力F的功率P随工件上升高度h变化的图象如图2所示，不计水的阻力（p水=1.0×103kg/m3，取10N/kg），
求：（1）工件上升的速度大小？
（2）当工件的
露出水面时，它所受的浮力大小？
求：（1）工件上升的速度大小？
（2）当工件的
| 1 | 2 |
分析：（1）由P-h图象求出工件离开水面后拉力的功率，对工件进行受力分析，由平衡条件求出拉力大小，最后由功率的变形公式v=
求出工件的速度；
（2）由P-h图象求出工件完全浸没在水中时拉力的功率，由功率的变形公式F=
求出拉力，然后对工件进行受力分析，由平衡条件求出工件受到的浮力，最后求出工件露出水面的
时所受的浮力大小；
| P |
| F |
（2）由P-h图象求出工件完全浸没在水中时拉力的功率，由功率的变形公式F=
| P |
| v |
| 1 |
| 2 |
解答：解：（1）由P-h图象可知：工件离开水面后拉力F1的功率P1=20kW=2×104W，
工件离开水面后，受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F1用而做匀速运动，处于平衡状态，
由平衡条件得：F1=G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N，
工件匀速上升的速度v=
=
=0.4m/s，
答：工件上升的速度是0.4m/s．
（2）由P-h图象可知：工件全部在水中时拉力F2的功率P2=16kW=1.6×104W，
此时拉力大小为：F2=
=
=4×104N；
工件完全浸没在水中时，受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F2、竖直向上的浮力F浮作用，
工件做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：F2+F浮=G，
则F浮=G-F2=5×104N-4×104N=1×104N，
工件有
露出水面时所受浮力F浮′=
F浮=
×1×104N=5×103N，
答：工件露出水面的
时所受的浮力为5000N．
工件离开水面后，受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F1用而做匀速运动，处于平衡状态，
由平衡条件得：F1=G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N，
工件匀速上升的速度v=
| P1 |
| F1 |
| 2×104W |
| 5×104N |
答：工件上升的速度是0.4m/s．
（2）由P-h图象可知：工件全部在水中时拉力F2的功率P2=16kW=1.6×104W，
此时拉力大小为：F2=
| P2 |
| v2 |
| 1.6×104W |
| 0.4m/s |
工件完全浸没在水中时，受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F2、竖直向上的浮力F浮作用，
工件做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：F2+F浮=G，
则F浮=G-F2=5×104N-4×104N=1×104N，
工件有
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
答：工件露出水面的
| 1 |
| 2 |
点评：本题是一道计算题，主要考查了：求物体的速度、物体所受的浮力、物体的横截面积，本题难度较大，是一道难题；由P-h图象获取足够的信息是正确解题的前提与关键；要加强由图象获取信息能力的培养．
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