如图所示,某桥梁工程部门在一次工程作业中,利用汽车将重为G,高为h0的柱形实心铁块,从水深为h1的河底竖直打捞上来．汽车速度为υ,且保持恒定．水的密度为ρ0,铁的密度为ρ1．不计滑轮的摩
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/21 06:06:38
如图所示,某桥梁工程部门在一次工程作业中,利用汽车将重为G,高为h0的柱形实心铁块,从水深为h1的河底竖直打捞上来．汽车速度为υ,且保持恒定．水的密度为ρ0,铁的密度为ρ1．不计滑轮的摩
如图所示,某桥梁工程部门在一次工程作业中,利用汽车将重为G,高为h0的柱形实心铁块,从水深为h1的河底竖直打捞上来．汽车速度为υ,且保持恒定．水的密度为ρ0,铁的密度为ρ1．不计滑轮的摩擦和绳重,不考虑水的阻力和物体排开水的体积对水面高度的影响．请完成下列有关分析和计算．
（1）铁块上升过程中所受浮力的最大值；
（2）推导出自铁块上表面与水面相平升至整体刚露出水面的过程中,绳子的拉力随时间变化的关系式（从铁块上表面与水面相平时开始计时）
（3）在图中,定性画出铁块自河底升至滑轮处的过程中,绳子拉力的功率P随铁块上升高度h变化关系的图象．
如图所示,某桥梁工程部门在一次工程作业中,利用汽车将重为G,高为h0的柱形实心铁块,从水深为h1的河底竖直打捞上来．汽车速度为υ,且保持恒定．水的密度为ρ0,铁的密度为ρ1．不计滑轮的摩
【解题思路】(1) 铁块上升过程中所受浮力,浸没在水中时最大,由F浮=ρ0gv,铁块体积,由ρ=m/v m=G/g得
V=G/ρ1g,由此得：F浮=ρ0G/ρ1.（2）绳子的拉力F=G-F浮.出水面受的浮力变化与铁块露出水面的体积变化有关,体积变化与铁块露出水面高度有关,露出水面高度变化：Δh=υt,由此得ΔF浮=ρ0gΔV=ρ0gs(h0-Δh),柱形实心铁块的底面积s=V/h0= G/ρ1g h0；（3）在未出水面前浮力不变,拉力功率P=Fυ=（G- F浮）υ=（G-ρ0G/ρ1）υ露出水面过程：浮力减小,拉力变大,拉力功率增大直到P=Gυ；出水面后拉力功率不变.
【答案】（1）铁块上升过程中所受浮力,浸没在水中时最大
由m=G/g ρ=m/v 得V=G/ρ1g
所以浮力F浮=ρ0gV=ρ0G/ρ1
（2）露出水面高度变化：Δh=υt 铁块的底面积s=V/h0= G/ρ1g h0
绳子的拉力F=G-F浮
=G-ρ0gΔV
=G-ρ0gs(h0-Δh)
=G-Gρ0（h0-υt）/ρ1 h0
=(G-Gρ0 /ρ1)+（Gρ0υ/ρ1 h0）t
(3)自己画吧
【点评】考查学生的综合分析和应用能力；知识点有：浮力、密度、速度、功率等.还考查学生对物理过程与图表间转化能力.难度较大.
1.F浮=p。gV V=G/gp1 此时浮力最大（自己算结果）
2.假设露出水面高度为x 那么所用时间为x/v 绳子拉力F+F浮'-G=0 F浮'=p。gvt 所以F=G-p。g（h。-vt）
3.P=Fv=G-p。g（h。-h）v
浮力最大值，就是排开水的重力。
P=FV