用绳子将实心物体从水面下12m 深处沿竖直方向匀速提升到离水面1.5m深处的过程所用时间为42s,拉力F做功的

用绳子将实心物体从水面下12m 深处沿竖直方向匀速提升到离水面1.5m深处的过程所用时间为42s,拉力F做功的
水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg 求：（1）物体从水面下12m深处匀速上升到离水面1.5m深处的过程中,物体匀速运动的速度v；（2）物体在水面下方匀速上升过程中绳子的拉力F；（3）物体浸没在水中时所受的浮力F浮；（4）物体的密度ρ物．

分析：（1）先算出物体从水面下12m深处匀速上升到离水面1.5m深处所移动的距离,然后根据速度公式v=st
即可算出物体匀速运动的速度；
（2）物体在水面下方匀速上升过程中,拉力F对物体做了功,功的计算公式有两个：一个是W=Fs,另一个是W=Pt．由W=Pt我们可得：P=W /t ,而W=Fs,所以P=Fs/ t
,而s=vt,所以P=Fvt /t
=Fv,最后我们根据P=Fv这个公式的变形式就可以算出拉力F了；
（3）物体浸在水中时受到三个力的作用：重力、浮力和绳子的拉力,其中G=F浮+F拉．当物体浸没在水中时,受到的浮力是最大的,绳子对物体的拉力是最小的；当物体被拉到有4 /5
的体积露出水面时,由于V排减小,所以此时物体受到的浮力会减小,而绳子对物体的拉力会增大．由于物体体积的4 /5 露出水面时,这4/ 5 就不再受到水的浮力,这也正是绳子拉力增大的原因,所以绳子增加的拉力等于物体体积的4 /5 浸入水中时受到的浮力,故我们可以先求出绳子增加的拉力,也就求出了物体体积的4 /5 浸入水中时受到的浮力,最后用该浮力除以4/5
就可以算出物体浸没在水中时所受的浮力了；
（4）当物体浸没在水中时,V排=V物,所以我们可以先根据物体浸没在水中时的浮力和阿基米德原理算出物体浸没时排开水的体积,即物体的体积；然后我们再根据G=F浮+F拉这个关系式算出物体的重力；最后我们就可以根据重力计算公式和密度计算公式算出物体的密度了．（1）物体从水面下12m深处匀速上升到离水面1.5m深处所移动的距离s=12m-1.5m=10.5m,
物体匀速运动的速度v=s t =10.5m 42s =0.25m/s；
（2）由W=Pt可得：P=W/ t ,
因为W=Fs,所以P=Fs/ t ,
由因为s=vt,所以P=Fvt/ t =Fv,
根据P=Fv可得：F=P v ,
则物体在水面下方匀速上升过程中绳子的拉力F=P v =90W 0.25m/s =360N；
（3）当4/ 5 的体积露出水面时,绳子的拉力由360N增大到520N,拉力增大了160N,
即物体4 /5 的体积浸入水中时受到的浮力为160N,
由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体在液体中所受的浮力大小与排开液体的体积成正比,
故物体4 /5 的体积浸入水中时受到的浮力是浸没时受到浮力的4 /5 ,
所以物体浸没在水中时所受的浮力F浮=160N 4 /5 =200N；
（4）由F浮=ρ液gV排得：V排=F浮 ρ液g ,
所以物体浸没在水中时排开水的体积：V排=F浮 ρ液g =200N 1.0×103kg/m3×10N/kg =0.02m3,
因为物体浸没在水中,所以V物=V排=0.02m3,
物体的重力：G=F浮+F拉=200N+360N=560N,
则物体的质量：m=G g =560N 10N/kg =56kg,
物体的密度：ρ=m V =56kg 0.02m3 =2.8×103kg/m3．
答：（1）物体从水面下12m深处匀速上升到离水面1.5m深处的过程中,物体匀速运动的速度是0.25m/s．
（2）物体在水面下方匀速上升过程中绳子的拉力是360N．
（3）物体浸没在水中时所受的浮力是200N．
（4）物体的密度是2.8×103kg/m3．