如图1所示.某工程队在一次施工作业中.以恒定速度沿竖直方向将质量为5×103kg的圆柱形实心工件从深水中吊起至距水面某一高度．绳子作用在工件上端的拉力F的功率P随工件上升高度h变化的图象如图2所示.不计水的阻力(p水=1.0×103kg/m3.取10N/kg).求:(1)工件上升的速度大小?(2)当工件的12露出水面时.它所受的浮力� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

（2013?河东区一模）如图1所示，某工程队在一次施工作业中，以恒定速度沿竖直方向将质量为5×10³kg的圆柱形实心工件从深水中吊起至距水面某一高度．绳子作用在工件上端的拉力F的功率P随工件上升高度h变化的图象如图2所示，不计水的阻力（p_水=1.0×10³kg/m³，取10N/kg），

求：（1）工件上升的速度大小？
（2）当工件的

露出水面时，它所受的浮力大小？

分析：（1）由P-h图象求出工件离开水面后拉力的功率，对工件进行受力分析，由平衡条件求出拉力大小，最后由功率的变形公式v=

求出工件的速度；
（2）由P-h图象求出工件完全浸没在水中时拉力的功率，由功率的变形公式F=

求出拉力，然后对工件进行受力分析，由平衡条件求出工件受到的浮力，最后求出工件露出水面的

时所受的浮力大小；

解答：解：（1）由P-h图象可知：工件离开水面后拉力F₁的功率P₁=20kW=2×10⁴W，
工件离开水面后，受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F₁用而做匀速运动，处于平衡状态，
由平衡条件得：F₁=G=mg=5×10³kg×10N/kg=5×10⁴N，
工件匀速上升的速度v=

2×104W

5×104N

=0.4m/s，
答：工件上升的速度是0.4m/s．
（2）由P-h图象可知：工件全部在水中时拉力F₂的功率P₂=16kW=1.6×104W，
此时拉力大小为：F2=

1.6×104W

0.4m/s

=4×104N；
工件完全浸没在水中时，受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F₂、竖直向上的浮力F_浮作用，
工件做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：F₂+F_浮=G，
则F_浮=G-F₂=5×10⁴N-4×10⁴N=1×10⁴N，
工件有

露出水面时所受浮力F_浮′=

F_浮=

×1×10⁴N=5×10³N，
答：工件露出水面的

时所受的浮力为5000N．

点评：本题是一道计算题，主要考查了：求物体的速度、物体所受的浮力、物体的横截面积，本题难度较大，是一道难题；由P-h图象获取足够的信息是正确解题的前提与关键；要加强由图象获取信息能力的培养．

练习册系列答案

名校课堂系列答案