解题思路:选求出物体的体积,根据公式m=ρV求出物体的质量,进一步求出物体的重力,绳子被拉断时物体所受浮力等于重力减去绳子的最大拉力,根据浮力公式进一步求出绳子被拉断时物体排开水的体积,已知物体的底面积,再求出物体浸入水中的长度,从而求出物体上升的高度,进一步求出绳子被拉断所用的时间.
物体质量m=ρv=2.5×103kg/m3×200×10-4m2×2m=100kg,
物体重力G=mg=100kg×10N/kg=1000N,
绳子被拉断时物体所受的浮力F浮=G-T=1000N-2×350N=300N,
绳子被拉断时物体排开水的体积,V排=
F浮
ρ水g=[300N
1000kg/m3×10N/kg=0.03m3,
绳子被拉断时物体浸入水中的长度h为:h=
V排/S]=
0.03m3
0.02m2=1.5m,
物体上升的高度为:L=H-h=15m-1.5m=13.5m,
绳子被拉断所用的时间t=[L/V]=[13.5m/0.2m/s]=67.5s.
答:绳子被拉断所用的时间为67.5s.
点评:
本题考点: 密度公式的应用;物理量的单位及单位换算;重力的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算.
考点点评: 本题考查重力、质量、浮力、体积、时间等的计算,根据是公式及其变形的灵活运用,难点是求物体上升的高度,解题过程中要注意单位的换算.