Question

【题目】小雨用轻质绳子将水中物体匀速提升到空中。他所用的拉力F和物体上升距离s的关系如图乙所示，不计水的阻力。求：

（1）物体在空中上升1m，小雨做的功是多少？

（2）小雨的质量是60kg，每只脚的着地面积为2dm2，物体在空中上升时，小雨对地面的压强是多少？（3）物体的密度是多少？

Answer 1

【答案】（1）200J（2）2×104Pa（3）2×103kg/m3

【解析】

（1）根据图象读出拉力大小，利用W=Fs求出小雨做的功；（2）知道小雨的质量根据Gmg求出小雨的重力，根据作用力与反作用力可得出绳子对人的拉力，进而知道小雨对地面的压力，根据S2求出受力面积，然后利用P求出小雨对地面的压强；（3）根据图象和力的平衡知识可求出物体的重力和浮力，然后根据Gmg的变形公式m求出物体的质量，根据的变形公式求出物体的体积，最后根据密度公式求出物体的密度．

(1)由图乙可知，绳子自由端移动的距离为04m时，拉力为100N不变，此时物体没有露出水面；46m时，物体开始逐渐露出水面，拉力不断增大；68m时拉力为200N不变，此时物体完全离开水面，故物体在空中匀速上升过程中受到的拉力F200N，则小雨做的功：WFs200N×1m200J；

(2)由图乙可知，小雨对绳子的拉力F200N，根据作用力与反作用力大小相等可知，绳子对小雨的拉力F′F200N，小雨的重力Gmg60kg×10N/kg600N，则小雨对地面的压力：G600N+200N800N，受力面积：S22×240.04，则小雨地面的压强：ppa；

(3)物体在空中匀速上升时，根据二力平衡条件可知，绳子对物体的拉力和物体的重力是一对平衡力，大小相等，即：，由Gmg得，物体的质量：；由图乙可知，物体浸没在水中时受到的拉力100N，所以物体完全浸没时受到的浮力G200N100N100N，由得，物体的体积：，则物体的密度：。