如图所示，用绳子从15m深的水池中提起底面积是200cm2，高2m的圆柱形物体，已知该物体的密度为2.5×103kg/m3，绳子所能承受的最大拉力为800N，取

题文

如图所示，用绳子从15m深的水池中提起底面积是200cm²，高2m的圆柱形物体，已知该物体的密度为2.5×10³kg/m³，绳子所能承受的最大拉力为800N，取g=10N/kg，当将物体以0.1m/s的速度匀速提起时，问：
（1）圆柱形物体完全浸没在水中所受的浮力是多大？
（2）拉力不变过程中拉力做的功是多少？
（3）经过多长时间绳子被拉断？

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）圆柱形物体完全浸没在水中所受的浮力：F_浮=ρ_水gv=1×10³kg/m³×10N/kg×2m×0.02m²=400N；
（2）物体在水中的过程中，拉力保持不变；物体的重力：
G=ρgv=2.5×10³kg/m³×10N/kg×2m×0.02m²=1000N；
则拉力：F=G-F_浮=1000N-400N=600N；
物体上升的高度为：h=15-2=13m； 
则拉力的功：W=Fh=600×13J=7800J；
（ 3 ） 物体离开水面后，浮力减小，则拉力增大，当拉力等于800N时达临界值；此时水的浮力F_浮′=1000N-800N=200N；
则物体浸入水的高度h′=200ρ水gs=1m；
则物体从水底上升的高度为：h″=15+1-2m=14m；
故时间：t=h′′v=140.1s=140s；
答：（1）水的浮力为400N；（2）拉力的功为7800J；（3）物体上升的时间为140m．

解析

200ρ水gs

考点

据考高分专家说，试题“如图所示，用绳子从15m深的水池中提起底.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。

滑动摩擦力、动摩擦因数

滑动摩擦力的概念：
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时，受到的阻碍相对运动的力，叫滑动摩擦力。

滑动摩擦力产生条件：
①接触面粗糙；
②相互接触的物体间有弹力；
③接触面间有相对运动。
说明：三个条件缺一不可，特别要注意“相对”的理解。

滑动摩擦力的方向：

总跟接触面相切，并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同，可能与运动方向相反，可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小：

滑动摩擦力跟压力成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式：F=μF_N （F表示滑动摩擦力大小，F_N表示正压力的大小，μ叫动摩擦因数）。
①F_N表示两物体表面间的压力，性质上属于弹力，不是重力，更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定；
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关，无单位，而且永远小于1；
③滑动摩擦力大小，与相对运动的速度大小无关。 
滑动摩擦力的作用效果：

总是阻碍物体间的相对运动，但并不总是阻碍物体的运动，可能是动力，也可能是阻力。

静摩擦力和滑动摩擦力：

摩擦力大小的计算方法: