（2012•青岛）为了营救落入井中的叶子姐姐，小雨通过如图滑轮组将一只底面积为0.2m2的圆柱形空木桶匀速缓慢地放入井中，在这一过程中他施加在绳子上的拉力为65N（不计绳重和摩擦，g=10

Question

（2012•青岛）为了营救落入井中的叶子姐姐，小雨通过如图滑轮组将一只底面积为0.2m²的圆柱形空木桶匀速缓慢地放入井中，在这一过程中他施加在绳子上的拉力为65N（不计绳重和摩擦，g=10N/kg）．
（1）请在方框中画出此时小雨的受力示意图．
（2）空木桶放入水中漂浮时，桶底所受水的压强为500Pa．则木桶浸入水中的深度多大？
（3）动滑轮多重？
（4）叶子姐姐爬进木桶中，为了安全起见，小雨用75N的力拉着绳子使木桶保持静止，此时木桶浸入水中的深度为0.25m．小雨用力将木桶拉出水面，又经过65s使木桶在空中匀速上升10m到达井口，将叶子姐姐救上来．在这65s中，小雨做功的功率多大？

Answer 1

（1）小雨受到重力G、拉力F、支持力F_N的作用，如图所示：
（2）∵p=ρgh，
∴h=(p)/(ρ水g)=(500Pa)/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=0.05m；
（3）G_桶=F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gSh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.2m²×0.05m=100N；
∵F=(1)/(n)（G_动+G_桶）
∴G_动=nF-G_桶=2×65N-100N=30N
（4）木桶浸入水中的深度为0.25m时：
F_浮′=ρ_水gV_排′=ρ_水gSh′=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.2m²×0.25m=500N，
G_总=G_桶+G_人+G_动=nF′+F_浮′=2×75N+500N=650N，
F″=(G总)/(n)=(650N)/(2)=325N
P_总=(W总)/(t)=(F′′s)/(t)=(F′′nh)/(t)=(325N×2×10m)/(65s)=100W．
答：（1）小雨的受力示意图如图所示；
（2）木桶浸入水中的深度为0.05m；
（3）动滑轮重为30N；
（4）在这65s中，小雨做功的功率为100W．