物理真题及解释
(1)铁块浸没在水中时,水的浮力最大。
∫G =ρ1v铁G,
铁的体积:
v铁=?Gρ1g,
当铁块浸没在水中时,排出的开水体积:
v排=v铁=?Gρ1g,
这时受到水的浮力:
F float =ρ0v row g=ρ0?Gρ1gg=?ρ0ρ1G;
(2)从铁块上表面与水面平齐的时间开始,当时间为t时,
铁块上升高度(外露高度):
△h=vt,
开水的体积:
行v' =?h0-△hh0×?Gρ1g,
这时受到水的浮力:
F float '=ρ0v row 'g=ρ0?h0-△hh0×?Gρ1gg=?h0-vth0×?ρ0gρ1;
绳索的张力:
F'=G-F浮动
=G-?h0-vth0×?ρ0Gρ1
=G-?ρ0ρ1G+?ρ0 gvρ1h0t;
(3)将铁块浸入水中,拉力为:
F1=G-F浮动=G-?ρ0ρ1G,
拉动力:
P1=F1v=(G-?ρ0ρ1G)v,
铁从水面以上完全暴露出来,张力:
F2=G-F浮动'
=G-?h0-vth0×?ρ0gρ1;
=G-?ρ0ρ1G+?ρ0Gvρ1h0t,
拉动力:
P2=F2v=(G-?ρ0ρ1G+?ρ0Gvρ1h0t)v=(G-?ρ0ρ1G)v+?ρ0Gvρ1h0vt,
完全暴露在水中后拉力的大小:
F3=G,
拉动力:
P3=F3v=Gv,
绳索拉力的功率p与铁块上升高度h的关系图如右图所示。
答案:(1)铁块上升过程中的最大浮力是多少?ρ0ρ1G;
(2)绳子的张力与时间的关系为F=G-?ρ0ρ1G+?ρ0 gvρ1h0t;
(3)给出了钢丝绳张力的功率p与铁块上升高度h的关系图。