题文

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（ρ水＝1.0×103kg/m3,g取10N/kg），求： ⑴工件上升的速度大小？ ⑵当工件露出水面的1/2 时所受的浮力大小？ ⑶工件的横截面积S 是多大？

图1                                                                            图2

题型：计算题  难度：中档

答案

解： ⑴由图可知工件离开水面后拉力的功率             ∵ 工件匀速上升  ∴          又 ∵ 工件以恒定速度上升  ∴      ⑵由图可知工件全部在水中时拉力的功率              ∴          ∵     ∴  （1分）           工件有1/2露出水面时所受浮力   ⑶由图可知工件高                。

据专家权威分析，试题“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..”主要考查你对  浮力及阿基米德原理，功率的计算公式的应用  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

浮力及阿基米德原理功率的计算公式的应用

考点名称：浮力及阿基米德原理

• 浮力：
  （1）定义：浸在液体中的物体受到向上托的力叫做浮力。
  （2）施力物体与受力物体：浮力的施力物体是液体 (或气体)，受力物体是浸入液体(或气体)中的物体。
  （3）方向：浮力的方向总是竖直向上的。
  阿基米德原理：
  （1）原理内容：浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
  （2）公式：，式中ρ_液表示液体的密度，V_排是被物体排开的液体的体积，g取9．8N／kg。

• 浮力大小跟哪些因素：
  有关浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体中的体积有关，跟液体的密度有关，跟物体浸入液体中的深度无关。跟物体本身密度大小无关。

• 阿基米德原理的五点透析：
  (1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态：一是物体的全部体积都浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分体积浸入液体里，另一部分露在液面以上。
  
  (2)G_排指被物体排开的液体所受的重力，F_浮= G_排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。
  
  (3)V_排是表示被物体排开的液体的体积，当物体全部浸没在液体里时，V_排=V_物；当物体只有一部分浸入液体里时，则V_排<V_物。
  
  (4)由可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关。