Question

【题目】如图，物体A重120N，物体B的体积是1dm3 ， 此时A恰能沿着水平桌面以0.2m/s向右做匀速直线运动；若将B始终浸没在水中并以原速度匀速上升，需要对A施加100N水平向左的拉力，不计摩擦、绳重及滑轮重，则此时作用在物体B上拉力功率W；物体B密度kg/m3 ．

Answer 1

【答案】8；3×103
【解析】解：B物体下滑的速度为vB=2vA=2×0.2m/s=0.4m/s，

当物体A水平向右匀速运动时，分别对A、B物体受力分析如下图所示：

则根据力的平衡条件可得：f=2F1，F1=GB，

因为G=mg，m=ρV，所以f=2GB=2mBg=2ρVg﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

当A向左匀速直线运动时，分别对A、B物体受力分析如下图所示：

因为A物体对水平桌面的压力不变，接触面粗糙程度不变，所以f的大小不变，

则根据力的平衡条件可得：F=f+F2，F2=2（GB﹣F浮），

F=f+2（GB﹣F浮）﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

因为B物体始终浸没在水中，所以V排=V，则有：F浮=ρ水gV﹣﹣﹣﹣﹣③

由①②③式可得：F=4ρVg﹣2ρ水gV，

即：ρ= = =3×103kg/m3．

物体A受到的摩擦力为：

f=2GB=2ρgV=2×3×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=60N．

B物体的重力为GB=30N，

B受到的浮力为：F浮=ρ水gVB=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N，

物体B在水中匀速上升时，绳的拉力为：

F2=GB﹣F浮=30N﹣10N=20N，

拉力的功率为：

P2=F2vB=20N×0.4m/s=8W．

所以答案是：8；3×103．

【考点精析】本题主要考查了密度的计算和功率的计算与测量的相关知识点，需要掌握密度公式：ρ = m/v；功率的计算： P = W/tW 表示功，单位是焦（J）. t表示时间 ，单位是秒（s） P表示功率，单位是瓦特（W）1 W= 1 J/s才能正确解答此题．