Question

1．井水深3m，用绳子在水中匀速向上拉一个体积为3dm³、质量为9kg的石头，若在10s内使石头向上运动1.5m（石头未露出水面），求：
（1）绳子的拉力；
（2）拉力做功；
（3）拉力的功率．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）由G=mg计算出石块的重力，根据F_浮=ρ_液gV_排计算出石块在水中受到的浮力，由F=G-F_浮计算出拉力的大小；
（2）根据W=Fs计算出拉力做的功；
（3）由P=$\frac{W}{t}$计算出拉力的功率．

解答 解：（1）石块的重力：G=mg=9kg×10N/kg=90N；
石块在水中受到的浮力：F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×3×10^-3m³=30N；
所以绳子拉力：F=G-F_浮=90N-30N=60N；
（2）拉力做的功：W=Fs=60N×1.5m=90J；
（3）拉力的功率为：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{90J}{10s}$=9W．
答：（1）绳子的拉力为60N；
（2）拉力做功为90J；
（3）拉力的功率为9W．

点评 本题考查了浮力、功和功率的计算，要掌握相关的计算公式，并注意单位的换算．