Question

如图甲是使用汽车打捞水下重物的示意图，汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动．如图乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象．设t=0时汽车开始提升重物．忽略水的阻力和滑轮的摩擦．g取10N/kg  
求：
（1）圆柱形重物的质量；
（2）圆柱形重物的密度．

Answer

（1）由图象可知物体出水后汽车拉动重物的功率，根据P=Fv变形可求出拉力，因为是匀速提升，所以G=F，再根据G=mg变形求出质量．
（2）由乙图可知物体浸没水中时汽车拉动重物的功率，根据P=Fv变形可求出此时的拉力，物体的重力减掉受到的拉力即为受到的浮力，然后根据阿基米德原理求出排开水的体积即为物体的体积，再根据密度公式求出重物的密度．
【解析】
（1）由乙图可知，物体出水后汽车拉动重物的功率为800W，
则汽车对重物的拉力：
F===4000N，
∵物体匀速上升，
∴物体的重力G=F=4000N，
圆柱形重物的质量：
m===400kg；
（2）由乙图可知，物体浸没时汽车拉动重物的功率为700W，
则汽车对重物的拉力：
F′===3500N，
物体受到的浮力：
F浮=G-F′=4000N-3500N=500N，
物体的体积：
V=V排===0.05m3，
物体的密度：
ρ===8.0×103kg/m3．
答：（1）圆柱形重物的质量为400kg；
（2）圆柱形重物的密度为8.0×103kg/m3．