Question

（7分）如圖甲所示，一個邊長為1m的正方體靜止在湖底，上表面離水面深度為h．現用一根粗細和重力不計的繩子，將該物體從水底豎直向上拉，直至完全拉出水面，在整個拉動過程中物體始終保持勻速運動，拉力的大小隨時間變化的關系如圖乙所示．（g=10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³）求：

（1）物體在露出水面前受到水的浮力是多少N？
（2）物體在露出水面前受到繩子的拉力是多少N？
（3）物體的密度是多少kg/m³
（4）物體在水底時，上表面受到水的壓強是多少Pa？

Answer 1

（1）；（2）；（3）3×10³kg/m³；（4）3×10⁴Pa

試題分析：（1）物體的體積為，浸沒在水中時，，則根據阿基米德原理，它露出水面前受到的浮力為：
（2）由圖乙可知，物體的重力，所以露出水面前，繩子的拉力為：
；
（3）物體的密度為：；
（4）從圖乙可知，物體由剛露出水面至完全露出水面共用時10s，通過了1m的距離，所以物體上升的速度為：；由于物體一直做勻速直線運動，所以；物體上表面受到水的壓強為：。