试题分析:(1)由汽车拉动绳子的功率和速度,根据汽车拉绳子的拉力,根据绳子的段数,分别求出重物浸没在水中和完全露出水面时,滑轮组拉动重物的力.
重物浸没在水中和完全露出水面进行受力分析,根据平衡条件列出等式,求出浮力大小.
(2)①知道浮力、水的密度、根据阿基米德原理,求出重物排开水的体积,即重物的体积.
②重物有三段绳子承担,重物移动的速度是绳子自由端移动速度的三分之一.
重物露出水面过程:知道绳子自由端的时间和速度,求出绳子自由端移动的距离,求出重物出水移动的距离,即重物的高度.
重物在水中浸没过程:知道绳子自由端的时间和速度,求出绳子自由端移动的距离,求出重物从开始移动,到重物刚出水面的时,重物移动的距离,即重物在水中的深度.
③知道重物体积和重物的高度,求出圆柱体重物的横截面积,即受力面积.
④知道深度、水的密度,根据压强公式求出水对重物上表面的压强.根据F=pS,求出压力.
(3)根据3F
拉2=G
物+G
轮求出重物和动滑轮的总重,知道机械效率,根据η=
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-03-02/2d520b75851d3701ba884ad20c9879d4.png)
,求出重物的重.
根据G=ρVg求出物体的密度.
解:以动滑轮和重物为研究对象,物体出水前后受力情况如图所示
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-03-02/6ba67b292f94441a1423dd740d6533dd.png)
(1) 3
F拉1+
F浮=
G物+
G轮 ①
3
F拉2=
G物+
G轮 ②
(受力分析图和两个力的平衡方程)
F拉1=
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-03-02/251be6cb108cabe024a55be9d21911d7.png)
1600N ③
F拉2=
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-03-02/df548d7412fec52cd06249f3f4bc5eb7.png)
=2000N ④
由①、②、③、④式得
F浮=3(
F拉2-
F拉1) =3×(2000N-1600N) =1200N
(2)
V排=
V物=
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-03-02/374a25f7ac2e0d28650d699d449b6fd1.png)
=0.12m
3重物在水中上升高度
h1=
s1=
vt1=
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-03-02/8ba6531b3b1d2c31af91b4b991270d03.png)
×0.3m/s×50s=5m
重物的高度
h2=
s2=
vt2=
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-03-02/8ba6531b3b1d2c31af91b4b991270d03.png)
×0.3m/s×10s=1m
重物的横截面积
S=
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-03-02/e0f182817acab5ed39e9ed2bc6a66932.png)
=
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-03-02/9232ca2d486454c8ca837d4e4119d7b9.png)
=0.12m
2打捞前重物上表面受水的压力
F压=
p水S=
r水gh1S=1×10
3kg/m
3×10N/kg×5m×0.12m
2=6×10
3N
(3) 从②式得:
G物+
G轮=3
F拉2=3×2000N=6000 N
h=
G物=
h(
G物+
G轮) =0.8×6000 N=4800 N
r物=
![](http://www.00-edu.com/d/file/2022-03-02/b3e0c16112ac2499998ba4053dc1bd5e.png)
=4×10
3kg/m
3 点评:本题是力学计算的压轴题,几乎包括了力学的各种计算.本题包括力的分析、平衡力、浮力、绳子的段数、功率、压力、液体压强、体积、速度、密度、重力、机械效率等,综合性很强,难度很大