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我国是世界上第一个成功完成海底沉船整体打捞工作的国家,图20甲是起重工程船将“南海1号”沉船打捞出水的情况.为分析打捞工作,我们可以将实际打捞过程简化为如图20乙所示的滑轮
题目详情
我国是世界上第一个成功完成海底沉船整体打捞工作的国家,图20甲是起重工程船将“南海1号”沉船打捞出水的情况.为分析打捞工作,我们可以将实际打捞过程简化为如图20乙所示的滑轮组竖直向上提升水中的金属物.已知正方体实心金属物的体积V=1×10-2m3,密度ρ金=7.9×103kg/m3,ρ水=1×103kg/m3.请问:
(1)将正方体实心金属物从水面下20m深处沿竖直方向匀速提升到离水面5m深处的过程中所用时间为50s,求物体在这段时间内匀速运动的速度v;
(2)若物体在水面下方匀速上升过程中拉力F做功的功率为234W,求此时绳子的拉力F;
(3)物体在水面下方匀速上升过程中,滑轮组的机械效率为多少.
(1)将正方体实心金属物从水面下20m深处沿竖直方向匀速提升到离水面5m深处的过程中所用时间为50s,求物体在这段时间内匀速运动的速度v;
(2)若物体在水面下方匀速上升过程中拉力F做功的功率为234W,求此时绳子的拉力F;
(3)物体在水面下方匀速上升过程中,滑轮组的机械效率为多少.
▼优质解答
答案和解析
已知:物体上升高度h=20m-5m=15m,时间t=50s,功率P=234W,n=3
求:(1)物体在这段时间内匀速运动的速度v=?;(2)绳子的拉力F=?;(3)滑轮组的机械效率η=?
(1)物体在这段时间内匀速运动的速度:
v=
=
=0.3m/s;
(2)拉力移动速度:v′=3v=3×0.3m/s=0.9m/s,
∵P=
=
=Fv
∴拉力F=
=
=260N;
(3)物体重力G=ρ金gV=7.9×103kg/m3×9.8N/kg×1×10-2m3=774.2N,
物体受的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×9.8N/kg×1×10-2m3=98N,
动滑轮对物体的拉力F1=G-F浮=774.2N-98N=676.2N,
机械效率η=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%=
×100%≈86.7%.
答:(1)物体在这段时间内匀速运动的速度为0.3m/s;
(2)绳子的拉力为260N;
(3)滑轮组的机械效率为86.7%.
求:(1)物体在这段时间内匀速运动的速度v=?;(2)绳子的拉力F=?;(3)滑轮组的机械效率η=?
(1)物体在这段时间内匀速运动的速度:
v=
h |
t |
15m |
50s |
(2)拉力移动速度:v′=3v=3×0.3m/s=0.9m/s,
∵P=
W |
t |
Fs |
t |
∴拉力F=
P |
v′ |
234W |
0.9m/s |
(3)物体重力G=ρ金gV=7.9×103kg/m3×9.8N/kg×1×10-2m3=774.2N,
物体受的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×9.8N/kg×1×10-2m3=98N,
动滑轮对物体的拉力F1=G-F浮=774.2N-98N=676.2N,
机械效率η=
W有用 |
W总 |
F1h |
Fs |
F1h |
F3h |
F1 |
3F |
676.2N |
3×260N |
答:(1)物体在这段时间内匀速运动的速度为0.3m/s;
(2)绳子的拉力为260N;
(3)滑轮组的机械效率为86.7%.
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