题目

如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中物块的装置示意图，每个滑轮重为20N，均匀实心物块的密度为3×103kg/m3 ， 物块的质量为60kg。绳重和摩擦、水对物块的阻力均忽略不计，物块一直匀速上升。（水的密度ρ水=1.0×103kg/m3 ， g取10N/kg） （1） 在物块还未露出水面时，求此时物块所受到的浮力； （2） 在物块未露出水面时，求人的拉力F； （3） 物块完全露出水面后匀速上升2m，用时5s，求人的拉力所做功的功率。 答案： 物块没有露出水面时浸没在水中，此时浸入水中的体积等于物块的体积，浸入水中的体积为 V浸=V=mρ=60kg3×103kg/m3=2×10-2m3 此时物块所受到的浮力为 F浮=ρ水gV浸=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-2m3=200N 答：在物块还未露出水面时，求此时物块所受到的浮力为300N。 把动滑轮和物体看成一个整体，对这个整体受力分析，这个整体受到重力，向上的浮力和向上的拉力，因为整体处于平衡状态，则人的拉力为 F=1n(G物+G动-F浮)=12(60kg×10N/kg+20N-200N)=210N 答：在物块未露出水面时，人的拉力为210N。 物块完全露出水面后人对绳子的拉力为 F1=1n(G物+G动)=12(60kg×10N/kg+20N)=310N 拉力做的总功为 W总=F1s绳=310N×2×2m=1240J 人的拉力所做功的功率为 P=W总t=1240J5s=248W 答：物块完全露出水面后人的拉力所做功的功率为248W。

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