Question

【題目】小雨用輕質繩子將水中物體勻速提升到空中。他所用的拉力F和物體上升距離s的關系如圖乙所示，不計水的阻力。求：

（1）物體在空中上升1m，小雨做的功是多少？

（2）小雨的質量是60kg，每只腳的著地面積為2dm2，物體在空中上升時，小雨對地面的壓強是多少？（3）物體的密度是多少？

Answer 1

【答案】（1）200J（2）2×104Pa（3）2×103kg/m3

【解析】

（1）根據圖象讀出拉力大小，利用W=Fs求出小雨做的功；（2）知道小雨的質量根據Gmg求出小雨的重力，根據作用力與反作用力可得出繩子對人的拉力，進而知道小雨對地面的壓力，根據S2求出受力面積，然后利用P求出小雨對地面的壓強；（3）根據圖象和力的平衡知識可求出物體的重力和浮力，然后根據Gmg的變形公式m求出物體的質量，根據的變形公式求出物體的體積，最后根據密度公式求出物體的密度．

(1)由圖乙可知，繩子自由端移動的距離為04m時，拉力為100N不變，此時物體沒有露出水面；46m時，物體開始逐漸露出水面，拉力不斷增大；68m時拉力為200N不變，此時物體完全離開水面，故物體在空中勻速上升過程中受到的拉力F200N，則小雨做的功：WFs200N×1m200J；

(2)由圖乙可知，小雨對繩子的拉力F200N，根據作用力與反作用力大小相等可知，繩子對小雨的拉力F′F200N，小雨的重力Gmg60kg×10N/kg600N，則小雨對地面的壓力：G600N+200N800N，受力面積：S22×240.04，則小雨地面的壓強：ppa；

(3)物體在空中勻速上升時，根據二力平衡條件可知，繩子對物體的拉力和物體的重力是一對平衡力，大小相等，即：，由Gmg得，物體的質量：；由圖乙可知，物體浸沒在水中時受到的拉力100N，所以物體完全浸沒時受到的浮力G200N100N100N，由得，物體的體積：，則物體的密度：。