Question

如图1所示，放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用；力F的大小以及物体A的运动速度大小V随时间t

如图1所示，放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用；力F的大小以及物体A的运动速度大小V随时间t变化情况如图2所示．（1）当t=7s时，物体A受到的摩擦力f的大小为______N，方向______．（2）根据如图2有关信息，请用公式P=Fv，求F=10N时该力的功率．（3）如图3所示，在A的两侧分别挂上柱状重物B、C，且C的一部分浸入水中．已知GB=20N，GC=50N，C的横截面积为30cm3，长度足够，水够深．则当物体A不受摩擦力作用时，C的下底面受到的水的压强是多少？（g取10N/kg）

Answer 1

（1）由v随时间t的变化图象可知，当运动8s以后物体A做匀速直线运动，处于平衡状态，受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力是一对平衡力，由二力平衡条件可得：f=F=10N，
∵物体受到的摩擦力只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与运动的速度无关，
∴当t=7s时，物体A匀变速直线运动，受到的摩擦力为10N，方向水平向左；
（2）由乙图可知，当F=10N时，物体A以5m/s做匀速直线运动，该力的功率P=Fv=10N×5m/s=50W；
（3）当物体A不受摩擦力时，物体C受到的浮力：
F_浮=G_C-G_B=50N-20N=30N，
根据浮力产生的原因F_浮=pS可得，C的下底面受到的水的压强：
p=

△F浮

S

=

30N

30×10?4m2

=1×10⁴Pa；
答：（1）10；水平向左；
（2）F=10N时该力的功率为50W；
（3）当物体A不受摩擦力作用时，C的下底面受到的水的压强是1×10⁴Pa．