如图甲是用汽车打捞水下重物的示意图．汽车通过定滑轮牵引水下一圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度V=0.2m/

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/05/04 14:37:36

如图甲是用汽车打捞水下重物的示意图．汽车通过定滑轮牵引水下一圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度V=0.2m/s向右运动．图乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象．设t=0汽车开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，g取10N/kg，求：
（1）画出汽车的重力示意图；
（2）圆柱形重物的密度．
（3）t=30s时，圆柱形重物上表面受到水的压力多大？

（1）过小汽车的重心，沿重力的方向竖直向下表示出重力的方向，并标出符号G，如下图所示：
（2）由CD段可知G_物=F_CD=
PCD
v=
700W
0.2m/s=3500N，
由AB段可知G_物-F_浮=
PAB
v=
600W
0.2m/s=3000N，
即F_浮=500N，
∵物体全部浸没，
∴V_排=V_物=
F浮
ρ水g=
500N
1.0×103kg/m3×10N/kg=5×10^-2m³，
ρ_物=
m物
V物=
G物
gV物=
3500N
10N/kg×5×10−2m3=7000kg/m³，
（3）由BC段可知，物体高h_物=V•t_BC=0.2m/s×10s=2m，
物体的横截面积s_物=
V物
h物=
5×10−2m3
2m=2.5×10^-2m²，
t=30s时，物体上表面的深度h=0.2m/s×（50s-30s）=4m，
重物上表面受到水的压力F=ps=ρghs=10³kg/m³×10N/kg×4m×2.5×10^-2m²=1000N．
答：（1）重力示意图如下：

（2）圆柱形重物的密度为7000kg/m³．
（3）t=30s时，圆柱形重物上表面受到水的压力为1000N．