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学校开展课外实践活动,小明将一密度为3×103kg/m3、体积为10dm3的物体用绳子拴住后放入水中,不计水的阻力.(g取10N/kg)
(1)若绳子能够将该物体拉上岸,则绳子至少能够承受多大的拉力?
(2)在将拉上岸的过程中,绳子上承受的最小拉力为多大?
【答案】分析:利用阿基米德原理公式Fgv和G=ρgv,根据力的合成分析求解.
(1)知道物体的密度和体积,利用密度公式和重力公式求物体重,当物体离开水面后,物体不受水的浮力,绳子承受的拉力最大,此时拉力等于物体的重;
(2)从水中向上提升物体的过程中,物体受到水的浮力,绳子承受的拉力最小,此时拉力等于物体重减去浮力,由阿基米德原理求出物体受到的浮力,再求最小拉力.
解答:解:(1)物体重:
G=mg=ρgv=3×103×kg/m3×10N/kg×0.01m3=300N,
当物体离开水面时,物体不受浮力,绳子承受的拉力最大,F=G=300N;
(2)物体浸没在从水中时,受到水的浮力,此时绳子承受的最小,
Fgvgv=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N,
F=G-F=300N-100N=200N.
答:(1)若绳子能够将该物体拉上岸,则绳子至少能够承受300N的拉力;
(2)在将拉上岸的过程中,绳子上承受的最小拉力为200N.
点评:本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、同一直线力的合成的掌握和运用,对两种情况下(物体浸没在水中、离开水面)做好受力分析是本题的关键.
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