Question

为了营救落入井中的叶子姐姐，小雨通过如图滑轮组将一只底面积为0.2m²的圆柱形空木桶匀速缓慢地放入井中，在这一过程中他施加在绳子上的拉力为65N（不计绳重和摩擦）。

（1）请在方框中画出此时小雨的受力示意图。

（2）空木桶放入水中漂浮时，桶底所受水的压强为500Pa。则木桶浸入水中的深度多大？

（3）动滑轮多重？

（4）叶子姐姐爬进木桶中，为了安全起见，小雨用75N的力拉着绳子使木桶保持静止，此时木桶浸入水中的深度为0.25m。小雨用力将木桶拉出水面，又经过65s使木桶在空中匀速上升10m到达井口，将叶子姐姐救上来。在这65s中，小雨做功的功率多大?

Answer 1

（1）如案图12                                                 ……0.5分

（2）h = = = 0.05（m）                            ……1分

（3）G_桶 = F_浮 = ρ_水gV_排 = ρ_水gSh = 1.0×10³×10×0.2×0.05=100（N）       ……0.5分

[或：G_桶= F_浮= F_向上=pS= 500×0.2=100（N）]

 G_动 = nF－G_桶 = 2× 65－100 = 30（N）                           ……1分

（4）F_浮′= ρ_水gV_排′ = ρ_水gSh′ = 1.0×10³×10×0.2×0.25 = 500（N）

 G_总 = G_桶＋G_人＋G_动 = nF′＋F_浮′ = 2×75＋500 = 650（N）         ……1分

F′′ = = = 325（N）

P_总= = = = = 100（W）                ……1分