如图是使用汽车从湖水中打捞重物的示意图，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.

来源：学生作业帮编辑：拍题作业网作业帮分类：物理作业时间：2024/04/28 10:36:46

如图是使用汽车从湖水中打捞重物的示意图，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，已知重物浸没在水中时汽车对重物的拉力F₁=3500N，重物完全离开水面后，汽车对重物的拉力F₂=4000N，忽略水的阻力、绳重和滑轮的摩擦，g取10N/kg．求：
（1）重物露出水面前，汽车拉重物的功率P；
（2）重物的质量m及浸没在水中时所受的浮力F_浮；
（3）重物的密度ρ．

（1）重物露出水面前，汽车的拉力F₁=3500N；
∴汽车拉重物的功率P=F₁v=3500N×0.2m/s=700W；
（2）①重物完全离开水面后，汽车对重物的拉力与重物的重力相等，即G=F₂=4000N，
∵G=mg，
∴重物质量m=
G
g=
4000N
10N/kg=400kg；
②重物浸没在水中时，受到重力、浮力和拉力的作用，由于汽车匀速拉动重物，也就是重物做匀速直线运动；
∴三个力的关系是：重力=浮力+拉力
则浮力F_浮=G-F₁=4000N-3500N=500N；
（3）∵F_浮=ρgV_排
∴V_排=
F浮
ρ水g=
500N
1.0×103kg/m3×10N/kg=0.05m³，
因为重物浸没在水中，所以重物的体积V=V_排=0.05m³，
则它的密度ρ=
m
V=
400kg
0.05m3=8×10³kg/m³．
答：（1）重物露出水面前，汽车拉重物的功率为700W；
（2）重物的质量是400kg，浸没在水中时所受的浮力是500N；
（3）重物的密度为8×10³kg/m³．