如图所示,某桥梁工程部门在一次工程作业中,利用汽车将重为G,高为h0的柱形实心铁块,从水深为h1的河底竖直打捞上来.汽车速度为υ,且保持恒定.水的密度为ρ0,铁的密度为ρ1.不计滑轮的摩
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/07/09 03:53:10
![如图所示,某桥梁工程部门在一次工程作业中,利用汽车将重为G,高为h0的柱形实心铁块,从水深为h1的河底竖直打捞上来.汽车速度为υ,且保持恒定.水的密度为ρ0,铁的密度为ρ1.不计滑轮的摩](/uploads/image/z/14995518-6-8.jpg?t=%E5%A6%82%E5%9B%BE%E6%89%80%E7%A4%BA%2C%E6%9F%90%E6%A1%A5%E6%A2%81%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E9%83%A8%E9%97%A8%E5%9C%A8%E4%B8%80%E6%AC%A1%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E4%BD%9C%E4%B8%9A%E4%B8%AD%2C%E5%88%A9%E7%94%A8%E6%B1%BD%E8%BD%A6%E5%B0%86%E9%87%8D%E4%B8%BAG%2C%E9%AB%98%E4%B8%BAh0%E7%9A%84%E6%9F%B1%E5%BD%A2%E5%AE%9E%E5%BF%83%E9%93%81%E5%9D%97%2C%E4%BB%8E%E6%B0%B4%E6%B7%B1%E4%B8%BAh1%E7%9A%84%E6%B2%B3%E5%BA%95%E7%AB%96%E7%9B%B4%E6%89%93%E6%8D%9E%E4%B8%8A%E6%9D%A5%EF%BC%8E%E6%B1%BD%E8%BD%A6%E9%80%9F%E5%BA%A6%E4%B8%BA%CF%85%2C%E4%B8%94%E4%BF%9D%E6%8C%81%E6%81%92%E5%AE%9A%EF%BC%8E%E6%B0%B4%E7%9A%84%E5%AF%86%E5%BA%A6%E4%B8%BA%CF%810%2C%E9%93%81%E7%9A%84%E5%AF%86%E5%BA%A6%E4%B8%BA%CF%811%EF%BC%8E%E4%B8%8D%E8%AE%A1%E6%BB%91%E8%BD%AE%E7%9A%84%E6%91%A9)
如图所示,某桥梁工程部门在一次工程作业中,利用汽车将重为G,高为h0的柱形实心铁块,从水深为h1的河底竖直打捞上来.汽车速度为υ,且保持恒定.水的密度为ρ0,铁的密度为ρ1.不计滑轮的摩
如图所示,某桥梁工程部门在一次工程作业中,利用汽车将重为G,高为h0的柱形实心铁块,从水深为h1的河底竖直打捞上来.汽车速度为υ,且保持恒定.水的密度为ρ0,铁的密度为ρ1.不计滑轮的摩擦和绳重,不考虑水的阻力和物体排开水的体积对水面高度的影响.请完成下列有关分析和计算.
(1)铁块上升过程中所受浮力的最大值;
(2)推导出自铁块上表面与水面相平升至整体刚露出水面的过程中,绳子的拉力随时间变化的关系式(从铁块上表面与水面相平时开始计时)
(3)在图中,定性画出铁块自河底升至滑轮处的过程中,绳子拉力的功率P随铁块上升高度h变化关系的图象.
如图所示,某桥梁工程部门在一次工程作业中,利用汽车将重为G,高为h0的柱形实心铁块,从水深为h1的河底竖直打捞上来.汽车速度为υ,且保持恒定.水的密度为ρ0,铁的密度为ρ1.不计滑轮的摩
【解题思路】(1) 铁块上升过程中所受浮力,浸没在水中时最大,由F浮=ρ0gv,铁块体积,由ρ=m/v m=G/g得
V=G/ρ1g,由此得:F浮=ρ0G/ρ1.(2)绳子的拉力F=G-F浮.出水面受的浮力变化与铁块露出水面的体积变化有关,体积变化与铁块露出水面高度有关,露出水面高度变化:Δh=υt,由此得ΔF浮=ρ0gΔV=ρ0gs(h0-Δh),柱形实心铁块的底面积s=V/h0= G/ρ1g h0;(3)在未出水面前浮力不变,拉力功率P=Fυ=(G- F浮)υ=(G-ρ0G/ρ1)υ露出水面过程:浮力减小,拉力变大,拉力功率增大直到P=Gυ;出水面后拉力功率不变.
【答案】(1)铁块上升过程中所受浮力,浸没在水中时最大
由m=G/g ρ=m/v 得V=G/ρ1g
所以浮力F浮=ρ0gV=ρ0G/ρ1
(2)露出水面高度变化:Δh=υt 铁块的底面积s=V/h0= G/ρ1g h0
绳子的拉力F=G-F浮
=G-ρ0gΔV
=G-ρ0gs(h0-Δh)
=G-Gρ0(h0-υt)/ρ1 h0
=(G-Gρ0 /ρ1)+(Gρ0υ/ρ1 h0)t
(3)自己画吧
【点评】考查学生的综合分析和应用能力;知识点有:浮力、密度、速度、功率等.还考查学生对物理过程与图表间转化能力.难度较大.
1.F浮=p。gV V=G/gp1 此时浮力最大(自己算结果)
2.假设露出水面高度为x 那么所用时间为x/v 绳子拉力F+F浮'-G=0 F浮'=p。gvt 所以F=G-p。g(h。-vt)
3.P=Fv=G-p。g(h。-h)v
浮力最大值,就是排开水的重力。
P=FV