如圖是某水上打撈船起吊裝置結(jié)構(gòu)示意圖.某次打撈作業(yè)中,該船將沉沒于水下深處的一只密封貨箱打撈出水面,已知該貨箱體積為50m3,質(zhì)量是200t.
(1)打撈船從沒有吊起貨箱之前,到貨箱完全出水之后,排水量增加了多少t?
(2)貨箱完全出水后,又被勻速吊起1m,已知此時(shí)鋼纜拉力為l06N,則在此過程中拉力F所做的功是多少?
(3)起吊裝置的滑輪組機(jī)械效率是多少?(g=10N/kg)
(4)貨箱從露出水面到完全離開水面的過程中,滑輪組的機(jī)械效率如何變化?

解:(1)由物體在水中漂浮的條件得出:F=G,則△F=G=mg,
所以增加的排水量200t;
(2)∵動(dòng)滑輪上繩子段數(shù)為4段,
∴s=4h=4×1m=4m,
則拉力做功:
w=Fs=106N×4m=4×106 J;
(3)貨箱的重力:G=mg=2×105 kg×10N/kg=2×106 N,
提取貨箱做的有用功:W有用=Gh=2×106N×1m=2×106J;
機(jī)械效率:η=×100%=×100%=50%;
(4)當(dāng)貨物在水中時(shí),拉力F=(G+G-F),當(dāng)完全離開水面后,拉力F=(G+G).
所以,當(dāng)貨物從出水到完全離開水面的過程中,動(dòng)滑輪對(duì)貨箱拉力變大,有用功增大,而滑輪組的額外功保持不變,使滑輪組的機(jī)械效率增大.
答:(1)打撈船從沒有吊起貨箱之前,到貨箱完全出水之后,排水量增加了200t;
(2)貨箱完全出水后,又被勻速吊起1m,已知此時(shí)鋼纜拉力為l06N,則在此過程中拉力F所做的功是4×106 J;
(3)起吊裝置的滑輪組機(jī)械效率是50%;
(4)貨箱從露出水面到完全離開水面的過程中,滑輪組的機(jī)械效率增大.
分析:(1)已知物體質(zhì)量,根據(jù)漂浮的條件F=G可求增加的排水量.
(2)已知?jiǎng)踊喩侠K子段數(shù)為4段,拉力做的功為總功,根據(jù)公式W=FS計(jì)算;
(3)對(duì)物體做的功為有用功,根據(jù)公式W=Gh計(jì)算;機(jī)械效率等于有用功除以總功.
(4)剛露出水到完全出水的過程中,排開水的體積逐漸減小,所以物體所受浮力逐漸減小,滑輪組對(duì)貨物的拉力變大,有用功在增大.額外功一定,有用功增大,機(jī)械效率增大.
點(diǎn)評(píng):本題考查了浮力、功率、總功、有用功和機(jī)械效率的計(jì)算,主要是考查各種公式的靈活運(yùn)用,本題的關(guān)鍵是知道物體露出水面前拉力F=(G+G-F),物體露出水面后拉力F=(G+G).
練習(xí)冊(cè)系列答案
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精英家教網(wǎng)如圖是某水上打撈船起吊裝置結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖.某次打撈作業(yè)中,該船將沉沒于水下深處的一只密封貨箱打撈出水面,已知該貨箱體積為50m3,質(zhì)量是200t.
(1)貨箱完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力是多少?
(2)貨箱完全出水后,又被勻速吊起1m,已知此時(shí)鋼纜拉力F為1×106N,則在此過程中拉力F所做的功是多少?起吊裝置的滑輪組機(jī)械效率是多少?
(3)若貨箱從剛露出水面到完全出水的過程中是被勻速提升的,請(qǐng)分析在此過程中,貨箱所受浮力和滑輪組機(jī)械效率的變化情況.(水的密度為1.0×103kg/m3,g取10N/kg,不考慮風(fēng)浪、水流等的影響.)

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(2010?營(yíng)口)如圖是某水上打撈船起吊裝置結(jié)構(gòu)示意圖.某次打撈作業(yè)中,該船將沉沒于水下深處的一只密封貨箱打撈出水面,已知該貨箱體積為50m3,質(zhì)量是200t.
(1)打撈船從沒有吊起貨箱之前,到貨箱完全出水之后,排水量增加了多少t?
(2)貨箱完全出水后,又被勻速吊起1m,已知此時(shí)鋼纜拉力為l06N,則在此過程中拉力F所做的功是多少?
(3)起吊裝置的滑輪組機(jī)械效率是多少?(g=10N/kg)
(4)貨箱從露出水面到完全離開水面的過程中,滑輪組的機(jī)械效率如何變化?

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如圖是某水上打撈船起吊裝置結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖.某次打撈作業(yè)中,該船將沉沒于水下深處的一只密封貨箱打撈出水面,已知該貨箱體積為5m3,質(zhì)量是20t
(1)貨箱完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力是多少?
(2)貨箱完全出水后,在5s時(shí)間內(nèi)被勻速吊起4m,求此過程起吊裝置對(duì)貨箱做功多少?對(duì)貨箱做功的功率多少?(水的密度為1.0×103kg/m3,g取10N/kg)

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(1)貨箱完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力是多少?
(2)貨箱完全出水后,又被勻速吊起1m,已知此時(shí)鋼纜拉力F為1×106N,則在此過程中拉力F所做的功是多少?起吊裝置的滑輪組機(jī)械效率是多少?
(3)若貨箱從剛露出水面到完全出水的過程中是被勻速提升的,請(qǐng)分析在此過程中,貨箱所受浮力和滑輪組機(jī)械效率的變化情況.(水的密度為1.0×103kg/m3,g取10N/kg,不考慮風(fēng)浪、水流等的影響.)

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