如图是某科技小组设计的打捞装置示意图,已知被打捞的合金块密度为4×103kg/m3,体积为0.01m3。每个滑轮重100N,绳重和摩擦均忽略不计。(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)合金块下表面距水面5m时,求合金块下表面所受水的压强。
(2)合金块未露出水面时,求合金块受到的浮力。
(3)完全露出水面后,合金块在5s内匀速上升了2m,求人的拉力及其功率。
解析:
(1)合金块下表面所受水的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa
(2)因为合金块完全浸没水中,所以合金块所受的浮力
F浮=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N
(3)合金块的质量
m金=ρ合金V金=4×103kg/m3×0.01m3=40kg
合金重力
G金=m金g=40kg×10N/kg=400N
完全露出水面后,人所用拉力
绳子自由端移动的距离
s=2h=2×2m=4m
人的拉力做功
W=Fs=250N×4m=1000J
拉力的功率
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