兴华工厂为了给正立方体工件表面均匀地涂上某种油，需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内，如图甲所示．工件的下底面与油面的距离为h，力F与h的大小关系如图乙所

Question

兴华工厂为了给正立方体工件表面均匀地涂上某种油，需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内，如图甲所示．工件的下底面与油面的距离为h，力F与h的大小关系如图乙所示．小科觉得图中CB的延长线BA段（图中虚线段）是没有意义的，老师告诉他，力F为负值时，表明它的方向与原来的方向相反了，力F的方向竖直向上．根据提供的信息，求
（1）工件的重力；
（2）油的密度；
（3）C点所对应状态下，油对工件下底面的压强；
（4）在CD段，如果工件匀速运动时力F做功的功率为300W，工件运动的速度．

Answer 1

（1）由图象知，当浸入深度为0时，即在空气中，要用400N的力向上提起   所以工件的重力G=400N
（2）由图象知，C点所对应状态，即工件刚好完全浸入h=0.5m，即立方体工件边长是0.5m．
当浸入深度为0.2m时，V_排=0.5m×0.5m×0.2m=0.05m³；
工件处于漂浮，F_浮=G，即：ρ_油gV_排=G；
∴油的密度ρ_油=(G)/(gV排)=(400N)/(10N/kg×0.05m3)=0.8×10³kg/m³
（3）C点所对应状态，即工件刚好完全浸入h=0.5m
油对工件下底面的压强p=ρ_油gh=0.8×10³kg/m³×10N/kg×0.5m=4×10³Pa；
（4）由图象知，CD段，工件受到向下力F=600N，
由P=(W)/(t)=(Fs)/(t)=Fv得工件运动的速度：
v=(P)/(F)=(300W)/(600N)=0.5m/s．
答：（1）工件的重力为400N；
（2）油的密度是0.8×10³kg/m³；
（3）C点所对应状态下，油对工件下底面的压强为4×10³Pa；
（4）在CD段，如果工件匀速运动时力F做功的功率为300W，工件运动的速度为0.5m/s．