Question

【题目】如图甲所示，质地均匀的圆柱形金属块在细绳竖直向上拉力的作用下，从容器底部开始以恒定的速度V=0.1m/s上升到离开水面一定的高度处，图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象，不考虑液面变化，g取10N/㎏，结合图象信息求：

（1）金属块完全脱离水面后，钢丝绳的拉力3s对物体所做的功是多少？_______

（2）金属块未露出水面前，液体对容器底的压强多大？________

（3）求金属块浸没在水中所受的浮力及金属块的密度？___________

Answer 1

【答案】 见解析 见解析 见解析

【解析】 (1)由图象乙读出金属块完全脱离水面后钢丝绳的拉力F＝G＝54N，由v＝得钢丝绳的拉力3s移动距离：s＝vt＝0.1m/s3s＝0.3m，钢丝绳的拉力3s对物体所做的功：W＝Fs＝54N0.3m＝16.2J；(2)由图乙可知,金属块未露出水面前在水中运动的时间t′＝2s，金属块向上移动的距离：s′＝vt′＝0.1m/s2s＝0.2m，由图乙BC段可知，金属块露出水面所用时间t″＝2s，则金属块的高度：h＝s″＝vt″＝0.1m/s2s＝0.2m，所以水的深度：H＝hs′＝0.2m0.2m＝0.4m对容器底的压强p＝ρgH＝1103kg/m310N/kg0.4m＝4000Pa，(3)由图象乙可知,金属块的重力G＝54N,金属块浸没在水中时的拉力F′＝34N，金属块浸没在水中所受的浮力F浮＝GF′＝54N34N＝20N；由F浮＝ρ水gV排得金属块的体积：V＝V排＝ ＝2×103m3，由G＝mg＝ρVg得金属块的密度：ρ＝ ＝2.7103kg/m3