题目

如图甲所示，一个边长为1m的正方体静止在湖底，上表面离水面深度为h．现用一根轻质细绳（绳子的粗细和重力均不考虑）均匀用力将该物体从水中竖直向上拉，在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动，其中拉力F的大小随时间t变化的关系如图乙所示．（g=10 N/kg，ρ水=1×103 kg/m3）求： （1） 物体在露出水面前所受到水的浮力是多少N？ （2） 物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少N？ （3） 物体的密度是多少kg/m3? （4） 物体在水底时，上表面受到水的压强是多少Pa？ 答案： 解：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×（1m）3=1×104N； 解：由图象可知露出水面后绳子的拉力即物体的重力G=3×104N，当重物未露出水面时，拉力F1=G−F浮=3×104N−104N=2×104N； 解：物体的质量m=Gg=3×104N10N/kg=3×103kg，密度ρ=mV=3×103kg(1m)3=3×103kg/m3； 解：从上表面离开水面到下表面离开水面用时10s，所以运动速度：v=st=1m10s=0.1m/s，上表面从水底上升至表面用时30s，所以物体据液面深度：h=vt=0.1m/s×30s=3m，p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa．

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