Question

9．圖甲是從湖底打撈一個(gè)實(shí)心柱形物體的簡化示意圖，在打撈的過程中物體始終以0.1m/s的速度運(yùn)輸豎直上升．圖乙是打撈過程中拉力隨時(shí)間變化的圖象，其中AB段表示物體浸沒在水中時(shí)提升的過程，提升的高度為h；BC段表示物體出水的過程；CD段表示物體全部露出水面后繼續(xù)提升的過程．若忽略摩擦力和水的阻力，求：（p_水=1×10³kg/m³）
（1）物體浸沒在水中時(shí)被提升的高度h；
（2）該物體浸沒在水中時(shí)所受的浮力；
（3）該物體的體積是多少．

Answer 1

分析 （1）由圖象可知，物體浸沒在水中提升的時(shí)間，又知道物體上升的速度，根據(jù)s=vt求出物體被提升的高度；
（2）由圖象可知，0～80s物體浸沒在水中受到的拉力，在100s后物體開始離開水面受到的拉力即物體的重力，利用稱重法求出該物體浸沒在水中時(shí)所受的浮力；
（3）物體浸沒在水中時(shí)排開水的體積和自身的體積相等，根據(jù)阿基米德原理求出物體排開水的體積即為物體的體積．

解答 解：（1）由圖象可知，物體浸沒在水中提升的時(shí)間t=80s，
由v=$\frac{s}{t}$可得，物體被提升的高度：
h=s=vt=0.1m/s×80s=8m；
（2）由圖象可知，0～80s物體浸沒在水中受到的拉力F′=1×10⁴N，
在100s后物體開始離開水面受到的拉力即物體的重力G=2×10⁴N，
則物體浸沒在水中時(shí)所受的浮力：
F_浮=G-F′=2×10⁴N-1×10⁴N=1×10⁴N；
（3）因物體浸沒時(shí)排開液體的體積和自身的體積相等，
所以，由F_浮=ρ_水gV_排可得，物體的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1×1{0}^{4}Pa}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1m³．
答：（1）物體浸沒在水中時(shí)被提升的高度為8m；
（2）該物體浸沒在水中時(shí)所受的浮力為1×10⁴N；
（3）該物體的體積是1m³．

點(diǎn)評 本題考查了速度公式和稱重法求浮力、阿基米德原理的應(yīng)用，關(guān)鍵是讀懂圖象提供的信息．