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武汉二七大桥在施工过程中，使用了大量机械作业．甲图是起重机通过定滑轮向江中投放大量正方体施工材料的示意图．设在整个投放过程中，起重机功率是 80KW，钢绳以恒定的速度v=0.8m/s水平匀速向右运动，钢绳对材料的拉力F、材料所受浮力F_浮随时间t的变化关系分别如乙图abc、dbc所示，求：

（1）材料刚完全浸没时，下表面受到水的压强和浮力；
（2）材料的重量．
（3）材料在水中时，起重机的机械效率．

【答案】分析：（1）由图乙可知材料从刚浸入水中到刚好全部浸没时用的时间，又知道下降速度，利用速度公式求正方形材料高（下表面所处的深度），利用液体压强公式求下表面受到水的压强；
求出材料的体积（浸没时排开水的体积），利用阿基米德原理求材料受到的浮力；
（2）由图乙可知，当材料浸没在水中时，拉力等于浮力，据此求拉力大小，而材料重等于拉里加上浮力，据此求材料重；
（3）使用起重机做的有用功W_有用=F_拉h、做的总功W_总=Pt，再利用效率公式求起重机的效率．
解答：解：（1）物体刚好全部浸没时，正方形材料高：
h=vt=0.8m/s×2.5s=2m，
下表面受到水的压强：
p=ρ_水gh=1×10³kg/m³×10N/kg×2m=2×10⁴Pa，
V_排=V=（2m）³=8m³，
F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×8m³=8×10⁴N．
（2）由图乙可知，浸没在水中时，F_拉=F_浮=8×10⁴N，
材料重：G=F_拉+F_浮=1.6×10⁵N．
（3）起重机做的有用功：
W_有用=F_拉h，
起重机做的总功：
W_总=Pt=P

，
η=

=80%．
答：（1）材料刚完全浸没时，下表面受到水的压强为2×10⁴Pa，浮力为8×10⁴N；
（2）材料的重量为1.6×10⁵N；
（3）材料在水中时，起重机的机械效率为80%．
点评：本题考查了学生对速度公式、液体压强公式、阿基米德原理、效率公式的掌握和运用，本题关键有二：一是知道起重机做的有用功W_有用=F_拉h，而不是W_有用=Gh；二是从图乙得出相关信息加以利用．

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科目：初中物理 来源： 题型：

（2011?武汉模拟）武汉二七大桥在施工过程中，使用了大量机械作业．甲图是起重机通过定滑轮向江中投放大量正方体施工材料的示意图．设在整个投放过程中，起重机功率是 80KW，钢绳以恒定的速度v=0.8m/s水平匀速向右运动，钢绳对材料的拉力F、材料所受浮力F_浮随时间t的变化关系分别如乙图abc、dbc所示，求：