求宇文玥在水下的浮力和赵丽颖捞他的时间

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2024年汉东省在达康书记的带领下率先实现高考试点改革。为让更多的考生能提拔对他们的理解和记忆，把电视剧的场景融入考试题目中。确保门生看一遍就懂，想忘也忘不掉。
考官以《楚乔传》的经典场景为背景，结合了实际情境与物理知识，把宇文玥从水里捞出来，毕竟他从2017年到2024年已经泡了7年了，引发了广大考生的爱好和挑战。这道题目不但要求考生具备扎实的物理知识，还需要有较强的计算和综合分析本领。
本文将详细剖析这一题目，并展示其背后的物理原理和计算过程。
题目背景

在《楚乔传》末了一会合，宇文玥被燕洵围攻，掉入水中

赵丽颖饰演的楚乔需要以最快的速度将他救出。宇文玥在水下30米的位置，楚乔用绳子把他绑住，宇文玥受重力、浮力和楚乔拉绳子的拉力作用。设宇文玥的质量为70公斤，体积为0.065立方米，水的密度为1000公斤/立方米，重力加快度为9.8米/秒²。

问题：

• 求宇文玥在水中的浮力。
  
• 求宇文玥在水下所受的重力。
  
• 若宇文玥以0.2米/秒²的加快度上升，求楚乔需要施加的拉力 ( F )。
  
• 若楚乔以恒定拉力 ( F ) 将宇文玥从水下30米拉上水面，求宇文玥从水下30米到水面的时间。
  

解答过程

1. 浮力的计算

浮力是由流体对物体向上的支持力，根据阿基米德原理，浮力计算公式为：

代入已知数值：
***F***b=1000×0.065×9.8=637 N
2. 重力的计算

重力是物体由于地球引力作用所受的力，计算公式为：

代入已知数值：
***F***g=70×9.8=686 N
3. 楚乔需要施加的拉力

为了使宇文玥以 ( 0.2 ) m/s² 的加快度上升，楚乔需要施加的拉力 ( F ) 需要降服重力和浮力，并提供额外的加快度。根据牛顿第二定律，净力计算公式为：

解得拉力 ( F )：

代入数值：
F=70×0.2+686−637=14+49=63 N
4. 上升时间的计算

使用运动学公式，我们可以求得上升时间。假设初始速度 ( v_0 = 0 )，加快度 ( a = 0.2 ) m/s²，根据位移和加快度的关系式：

代入数值：

解得：

结论

通过上述计算，我们可以得出结论：楚乔需要施加63牛的拉力，才能以0.2米/秒²的加快度将宇文玥从水下30米拉上来，整个过程大约需要17.32秒。至此满分