Question

2011年天津市中考物理试卷底28题

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．
还有一个图

Answer 1

【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】解：（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)如图
【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。

Answer 2

1.因为铁块全部浸没在水中时浮力最大，所以V铁=G/gp1,F浮=p0gV铁=p0G/p1。
2.铁块上表面与水面相平升至整体刚露出水面的过程中，铁块浸在水中的体积
V排=G(h0-ut)/gp1h0 F浮= p0G(h0-ut)/p1h0
则F拉=G-F浮=G-p0G(h0-ut)/p1h0
3.功率P在0至(h1-h0)之间最小为Gu(1-p0/p1)恒定不变，在(h1-h0)至h1之间逐渐变大h1最大为GU,
然后恒定不变。图像你根据我的描述自己画吧，我计算机的技术不行。