Question

如图甲所示，放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用，力F的大小以及物体A的运动速度大小v随时间t的变化情况如图乙所示。

（1）当t = 7s时，物体A受到的摩擦力f的大小为__________N，方向为__________。

（2）根据图乙有关信息，请用公式P = Fv，求F = 10N时该力的功率。

（3）如困丙所示，在A的两侧分别挂上柱状重物B、C，且C的一部分浸入水中。己知G_B = 20N，G_C = 50N，C的横截面积为30cm²，长度足够，水够深。则当物体A不受摩擦力作用时，C的下底面受到的水的压强是多少？若物体A移动就会触发报警装置（图中未画出），当物体A不移动时，最高水位与最低水位的差是多少？（g取10N/kg）

Answer 1

（1）10     水平向左                                            （每空1分）

（2）解：当F＝10N时，物体处于静止状态或以5m/s的速度做匀速直线运动

①物体静止时   P=Fv=10N×0m/s＝0W                          （1分）

②当物体以5m/s的速度做匀速直线运动时   P=Fv=10N×5m/s＝50W （1分）

答：拉力F的功率为0W或50W。

（3）解：由题意可知，当物体A不受摩擦力作用时，物体C受到的浮力

F_浮=G_C-G_B=50N-20N=30N              （1分）

根据浮力产生的原因可知F_浮＝pS

∴ 

由题意可知，物体A静止时物体C所受浮力的最大变化量ΔF_浮＝2×12N＝24N   （1分）

答：当物体A不受摩擦力作用时，C的下底面受到的水的压强是1×10⁴pa。

当物体A不移动时，最高水位与最低水位的差是0.8m。