Question

學(xué)校開展課外實踐活動，小明將一密度為3×10³kg/m³、體積為10dm³的物體用繩子拴住后放入水中，不計水的阻力．（g取10N/kg）
（1）若繩子能夠?qū)⒃撐矬w拉上岸，則繩子至少能夠承受多大的拉力？
（2）在將拉上岸的過程中，繩子上承受的最小拉力為多大？

Answer 1

【答案】分析：利用阿基米德原理公式F_浮=ρ_液gv_排和G=ρgv，根據(jù)力的合成分析求解．
（1）知道物體的密度和體積，利用密度公式和重力公式求物體重，當(dāng)物體離開水面后，物體不受水的浮力，繩子承受的拉力最大，此時拉力等于物體的重；
（2）從水中向上提升物體的過程中，物體受到水的浮力，繩子承受的拉力最小，此時拉力等于物體重減去浮力，由阿基米德原理求出物體受到的浮力，再求最小拉力．
解答：解：（1）物體重：
G=mg=ρgv=3×10³×kg/m³×10N/kg×0.01m³=300N，
當(dāng)物體離開水面時，物體不受浮力，繩子承受的拉力最大，F(xiàn)_拉=G=300N；
（2）物體浸沒在從水中時，受到水的浮力，此時繩子承受的最小，
F_浮=ρ_水gv_排=ρ_水gv=1×10³kg/m³×10N/kg×0.01m³=100N，
F_小=G-F_浮=300N-100N=200N．
答：（1）若繩子能夠?qū)⒃撐矬w拉上岸，則繩子至少能夠承受300N的拉力；
（2）在將拉上岸的過程中，繩子上承受的最小拉力為200N．
點評：本題考查了學(xué)生對密度公式、重力公式、阿基米德原理、同一直線力的合成的掌握和運用，對兩種情況下（物體浸沒在水中、離開水面）做好受力分析是本題的關(guān)鍵．