Question

如图所示，是使用汽车打捞水下重物的示意图。汽车通过滑轮组打捞水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以0.3m/s的速度向右水平匀速运动。重物在水面下被提升的过程共用时50s，汽车拉动绳子的功率P₁为480W，重物开始露出水面到完全被打捞出水的过程共用时10s，此过程中汽车拉动绳子的功率逐渐变大，当重物完全被打捞出水后，汽车的功率P₂比P₁增加了120W且滑轮组机械效率为。忽略水的阻力、绳重和滑轮的摩擦，g取10N/kg。求：

(1)重物浸没在水中所受浮力；

(2)被打捞重物的密度。

Answer

(1)1200N；(2)4×103kg/m3

【解析】

(1)当重物完全被打捞出水后，汽车功率P2为

这时汽车功率为

这时汽车拉力为

这时滑轮组机械效率为

由滑轮组的绕线，则n=3，滑轮组机械效率为80%，物体重力为

由于绳重和滑轮的摩擦忽略，所以只有提升动滑轮做的功为额外功

重物在水面下被提升的过程汽车的功率P1为

这时汽车拉力为

这时动滑轮和被打捞物体看成一个整体的受力分析如图

由于动滑轮和被打捞物体做匀速直线运动，所以受到的力为平衡力，所以

(2)被打捞物体的质量为

被打捞物体的体积为

被打捞物体的密度为

答(1)重物浸没在水中所受浮力为1200N；

(2)被打捞重物的密度为4×103kg/m3。