Question

6．某打捞船用如图所示的装置把一物体从水底打捞出水面．
（1）在露出水面前，物体匀速上升的速度为0.2m/s，求2min内上升的距离．
（2）在露出水面前，缆绳对物体的拉力为1000N，求拉力在此过程中做功的功率．
（3）在出水的过程中，如果拉力的功率保持不变，物体上升的速度将如何变化？情分析说明．

Answer 1

分析 （1）已知速度与运动时间，由速度公式的变形公式可以求出物体上升的距离．
（2）利用P=Fv求拉力在此过程中做功的功率；
（3）根据阿基米德原理判断出拉力的变化，即可利用v=$\frac{P}{F}$分析上升的速度的变化．

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$得物体上升的距离：
s=vt=0.2m/s×2×60s=24m；
（2）由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可知，拉力在此过程中做功的功率：
P=Fv=1000N×0.2m/s=200W；
（3）在出水的过程中，由于物体排开水的体积逐渐减小，根据F_浮=ρgV_排可知：物体受到的浮力逐渐减小；
由于拉力F=G-F_浮，则拉力逐渐增大；
若拉力的功率保持不变，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得v=$\frac{P}{F}$，则由于拉力逐渐增大，上升的速度减小．
答：（1）2min内上升的距离为24m．
（2）拉力在此过程中做功的功率为200W．
（3）在出水的过程中，如果拉力的功率保持不变，由于物体受到的浮力逐渐减小；拉力逐渐增大；物体上升的速度将减小．

点评 本题考查了求物体路程、物体重力、功率等问题，应用速度公式的变形公式、功的计算公式、功率公式即可正确解题．