1、图是用汽车打捞水下物体的示意图.汽车在通过滑轮牵引水下一个圆柱形的重物.在整个打捞过程中.汽车以v=0.5m/s的速度匀速向右移动.图是此过程中汽车移动重物时的功率P随时间t变化的图象(设t=0时汽车开始提升重物.忽略水的阻力和滑轮的摩擦.g取10N/kg)
求:(3)打捞前圆柱形重物上表面所受的水的压力?
解答:
由图可知,在打捞过程中,物体20S时上表面刚好离开水面,这样就可以求出上表面离水面的距离:h=Vt=0.5m/S×20S=10m。
在第25S时,圆柱形物体刚好全部露出水面,则可以算出圆柱体的高
H=0.5m/S×(25S-20S)=2.5m
当物体在水面以下匀速上升时,根据P1=F1V可求出绳子对圆柱体的拉力
F1=P1/V=700W/(0.5m/S)=1400N
同理可求出当圆柱体全部露出水面后,绳子对它的拉力:
F2=P2/V=800W/(0.5m/S)=1600N=G
根据二次称重法即可求出圆柱体浸没在水中时受到的浮力
F浮=G-F1=1600N-1400N=200N
再根据阿基米德原理F浮=pgV排可以求出物体的体积
V物=V排=F浮/pg=200N/(1×10^3kg/m^3×10N/kg)=2×10^-2m^3
根据V=Sh可以求出圆柱体的底面积S=V/h=2×10^-2m^3/2.5m=8×10^-3m^2
根据液体内部压强公式P=pgh可以求出圆柱体上表面受到的压强
P上=1×10^3kg/m^3×10N/kg×10m=10^5Pa
最后根据P=F/S 即可求得圆柱体上表面受到的压力
F上=P上S=10^5Pa×8×10^-3m^3=800N
我已经尽量做到分步、详尽解答了,不知道这样能否看明白,祝你学习进步!
2、在我市书院南路道路改扩建工程中,推土机发挥了重要作用.如图23是某型号履带式推土机,其发动机的额定功率为150kW,质量为2.0×104kg,履带与地面的总接触面积为2.5m2(取g = 10N/kg).求:
(2)若推土机在平直场地上以额定功率作业,在其以1.5m/s的速度匀速前进10m的过程中,它受到的阻力及阻力所做的功.
解答:因为推土机匀速前进,故受到平衡力的作用,即F牵=f阻
根据公式P=FV,得F=P/V=150000W/1.5(m/S)=100000N=f
即推土机受到的阻力位100000N
阻力所做的功W=fs=100000N×10m=1000000J