试题

（2012·南开区一模）如图甲是用汽车打捞水下物体的示意图．汽车在通过滑轮牵引水下一个圆柱形的重物A．在整个打捞过程中，汽车以v₀的速度匀速向右移动，图乙是此过程中汽车拉动重物时的功率P随时间t变化的图象．（设t=0时汽车开始提升重物，设水的密度为ρ_水，忽略水的阻力和滑轮的摩擦）请求出圆柱形重物的重力G、质量m、密度ρ_物．

解：
①由乙图可知，物体出水后汽车拉动重物的功率为P₂，
则汽车对重物的拉力：F=

P2

v0

，
∵物体匀速上升，
∴物体的重力G=F=

P2

v0

，
②圆柱形重物的质量：
m=

G

g

=

P2

v0g

；
③由甲图可知，物体浸没时汽车拉动重物的功率为P₁，
则汽车对重物的拉力：
F′=

P1

v0

，
物体受到的浮力：
F_浮=G-F′=

P2

v0

-

P1

v0

=

P2-P1

v0

             
物体的体积：
V=V_排=

F浮

ρ水g

=

P2-P1 v0

ρ水g

=

P2-P1

ρ水v0g

，
物体的密度：ρ_物=

m

V

=

P2 v0g

P2-P1 ρ水v0g

=

P2

P2-P1

·ρ_水．
答：
圆柱形重物的重力为

P2

v0

；质量为

P2

v0g

；密度为

P2

P2-P1

·ρ_水．
解：
①由乙图可知，物体出水后汽车拉动重物的功率为P₂，
则汽车对重物的拉力：F=

P2

v0

，
∵物体匀速上升，
∴物体的重力G=F=

P2

v0

，
②圆柱形重物的质量：
m=

G

g

=

P2

v0g

；
③由甲图可知，物体浸没时汽车拉动重物的功率为P₁，
则汽车对重物的拉力：
F′=

P1

v0

，
物体受到的浮力：
F_浮=G-F′=

P2

v0

-

P1

v0

=

P2-P1

v0

             
物体的体积：
V=V_排=

F浮

ρ水g

=

P2-P1 v0

ρ水g

=

P2-P1

ρ水v0g

，
物体的密度：ρ_物=

m

V

=

P2 v0g

P2-P1 ρ水v0g

=

P2

P2-P1

·ρ_水．
答：
圆柱形重物的重力为

P2

v0

；质量为

P2

v0g

；密度为

P2

P2-P1

·ρ_水．