题文

(12分)为治理疏通河道，在某次作业过程中，工程船用钢丝绳将河底的一段废桥墩系住，通过动滑轮和吊臂将桥墩匀速竖直提出水面，如图甲所示，钢绳的自由端由电动机提供拉力，桥墩始终以0.2m/s的速度匀速上升，电动机的机械输出功率随时间变化的图象如图乙所示，不计动滑轮以及绳的重力、体积，各部件之间摩擦，求： （1）开始时，废桥墩所在位置河水对河底的压强为多少？ （2）桥墩浸没在河水中时所受的浮力？

题型：计算题  难度：中档

答案

6×104Pa；2×104N

试题分析：（1）从图象可知，30秒才将桥墩吊出水面；∴桥墩所在位置距离水面的深度为h=0.2m/s×30s=6m；∴p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa； （2）从图象可知，桥墩全部浸没在水中时，电动机的功率为6kW， 由甲图可知，绳子的有效股数为2， 则绳端移动的速度v绳=nv=2×0.2m/s=0.4m/s， ∴这时的拉力，绳子对物体的拉力F总=2F=2×1.5×104N=3×104N； 又从图象可知，桥墩全部离开水面时，机械的功率为10kW； ∴此时绳子的拉力； 桥墩的重力G=2F′=2×2.5×104N=5×105N， ∴F浮=G-F总=5×105N-3×104N=2×104N． 点评：解决此题的关键是会分析电动机的机械输出功率随时间变化的图象得出相关的信息，要注意根据P=Fv求出的是单股绳子的拉力，对物体的拉力应是指两股绳子的.

据专家权威分析，试题“(12分)为治理疏通河道，在某次作业过程中，工程船用钢丝绳将河底..”主要考查你对  液体压强的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

液体压强的计算

考点名称：液体压强的计算

• 液体压强的计算公式：
  P=ρgh（ρ是液体密度，单位是千克/米³；g=9.8牛/千克；h是深度，指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离，单位是米。）

• 对液体压强公式的理解
  1．由公式可知，液体内部的压强只跟液体的密度和深度有关，而跟液体的质量、重力、体积以及容器的形状、底面积等无关。
  
  2．公式只适用于计算静止的液体产生的压强，而对固体、气体或流动的液体均不适用。
  
  3．在液体压强公式中h表示深度，而不是高度。判断出h的大小是计算液体压强的关键，如图所示，甲图中A点的深度为30cm，乙图中B点的深度为 40cm．丙图中C点的深度为50cm。
  
  4．运用公式时应统一单位：ρ的单位用kg／m³，h 的单位用m，计算出的压强单位才是Pa。 
  
  5．两公式的区别与联系：是压强的定义式，  无论固体、液体还是气体，它都是普遍适用的；而是结合液体的具体情况通过推导出来的，所以适用于液体。

  6．用公式求出的压强是液体由于自身重力产生的压强，它不包括液体受到的外加压强。

  转换法和控制变量法探究液体压强大小跟哪些因素有关：
       在探究液体压强的大小时，由于液体压强的大小不易测量或是不能直接观测到它的大小，我们用“转换法”，通过液体压强计中两玻璃管液面的高度差的大小来比较液体压强的大小，将抽象的东西变成了直观且形象的东两，使问题简化了。
  
      由于液体内部压强跟液体的深度和液体密度两方面因素有关，所以在探究液体内部压强的规律时要采用控制变量法，即在探究液体压强与深度的关系时，要保持液体密度不变，在探究液体压强与液体的密度关系时，要保持液体的深度不变。