Question

问一道初三物理题、、、物理高手请进、、、

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．

Answer 1

铁块重量G=ρ1gSh0。浮力最大就是铁块完全浸在水里，F浮=ρ0gSh0=ρ0*G/ρ1。
2、从铁块上表面与水面相平时开始计时。当时间t时，铁块露出水面vt，在水下部分：h0-vt。此时受到浮力：F浮=ρ0gS(h0-vt)=F浮=ρ0(h0-vt)*G/(ρ1h0)。绳子拉力=G-F浮=G*(1-ρ0(h0-vt)/(ρ1h0))
3.铁块完全在水中时，拉力=G-F浮是恒力，功率P=Fv也是恒量。当从铁块上表面与水面相平到铁块完全露出，如上所述，拉力线性增大，一直增大到铁块完全露出，此时拉力等于G。功率也是线性增大到Gv。铁块完全露出水面后，拉力等于G，功率就是常量Gv。