早教吧作业答案频道 -->物理-->
我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2007年成功打捞出水.为复原我国海上丝绸之路历史提供了极其珍贵的实物资料,采用沉井包裹沉船的整体打捞方式,在世界水下考古也是一大创新.某同
题目详情
我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2007年成功打捞出水.为复原我国海上丝绸之路历史提供了极其珍贵的实物资料,采用沉井包裹沉船的整体打捞方式,在世界水下考古也是一大创新.某同学为了体验“南海一号”的打捞过程,特利用滑轮组从水下打捞一重物.
如图所示,用一个底面积S=0.05m2、高h=0.2m的长方体形状的重物模拟“南海一号”,该同学站在岸边拉动绳子自由端,使重物从水底开始向上运动,假定重物一直做竖直向上的匀速直线运动,并经历三个运动阶段:第一阶段,从重物在水底开始运动到重物的上表面刚露出水面,绳对重物的拉力F1=140N,用时t1=40s;第二阶段,从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面,用时t2=4s;第三阶段,从重物下表面离开水面后在空中上升.已知动滑轮所受重力G0=60N,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力,不考虑重物出水前后质量的变化.求:
(1)在第一阶段运动中,水对重物的浮力F浮为多大?
(2)在第一阶段运动中,绳对重物做功W1为多大?
(3)滑轮组在第一阶段运动中的机械效率η1和第三阶段运动中的机械效率η3分别为多大?
如图所示,用一个底面积S=0.05m2、高h=0.2m的长方体形状的重物模拟“南海一号”,该同学站在岸边拉动绳子自由端,使重物从水底开始向上运动,假定重物一直做竖直向上的匀速直线运动,并经历三个运动阶段:第一阶段,从重物在水底开始运动到重物的上表面刚露出水面,绳对重物的拉力F1=140N,用时t1=40s;第二阶段,从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面,用时t2=4s;第三阶段,从重物下表面离开水面后在空中上升.已知动滑轮所受重力G0=60N,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力,不考虑重物出水前后质量的变化.求:
(1)在第一阶段运动中,水对重物的浮力F浮为多大?
(2)在第一阶段运动中,绳对重物做功W1为多大?
(3)滑轮组在第一阶段运动中的机械效率η1和第三阶段运动中的机械效率η3分别为多大?
▼优质解答
答案和解析
(1)金属块排开水的体积与金属块的体积相等,即V排=V金=Sh=0.05m2×0.2m=0.01m3,
则F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N;
(2)由于第二阶段,从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面,用时t2=4s;上升高度为物体的高h,
则上升速度v=
=
=0.05m/s;
所由v=
得:第一阶段上升高度s=vt1=0.05m/s×40s=2m,
绳对重物做的功W=F1s=140N×2m=280J.
(3)由于不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力,则绳子的拉力F=
(G+G动),s=nh
则η=
=
=
=
,
所以,第一阶段运动中的机械效率η1=
×100%=
×100%≈70%;
由于第一阶段重物对滑轮组的拉力F1=G-F浮,则G=F1+F浮=140N+100N=240N,
所以第三阶段运动中的机械效率η2=
×100%=
×100%≈80%.
答:①在第一阶段运动中,水对重物的浮力F浮为100N;
②在第一阶段运动中,绳对重物做功W1为280J.
③滑轮在第一阶段运动中的机械效率η1和在第三阶段运动中的机械效率η2分别为70%、80%.
则F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N;
(2)由于第二阶段,从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面,用时t2=4s;上升高度为物体的高h,
则上升速度v=
h |
t2 |
0.2m |
4s |
所由v=
s |
t |
绳对重物做的功W=F1s=140N×2m=280J.
(3)由于不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力,则绳子的拉力F=
1 |
n |
则η=
W有用 |
W总 |
Gh |
Fs |
Gh | ||
|
G |
G+G动 |
所以,第一阶段运动中的机械效率η1=
F1 |
F1+G动 |
140N |
140N+60N |
由于第一阶段重物对滑轮组的拉力F1=G-F浮,则G=F1+F浮=140N+100N=240N,
所以第三阶段运动中的机械效率η2=
G |
G+G动 |
240N |
240N+60N |
答:①在第一阶段运动中,水对重物的浮力F浮为100N;
②在第一阶段运动中,绳对重物做功W1为280J.
③滑轮在第一阶段运动中的机械效率η1和在第三阶段运动中的机械效率η2分别为70%、80%.
看了 我国南宋远洋商贸船“南海一号...的网友还看了以下:
在公元2世纪左右,这个欧洲国家繁盛开放,以致中国的丝织品可以经丝绸之路转运到这里,而他的城市也可以 2020-07-16 …
“爱心包裹”是中国扶贫基金会依托中国邮政发起的一项全民公益活动,社会各界爱心人士只需通过中国邮政网点 2020-11-07 …
国家在《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》强调,“一带一路”建设是开放的、包 2020-11-30 …
2015年3月28日,国家发展改革委员会,外交部,商务部联合发布的《推动共建丝绸之路经济带和21世纪 2020-11-30 …
“一带一路”是“丝绸之路经济带”和21世纪海上丝绸之路的简称.“一带一路”是中国梦和世界梦的交汇桥梁 2020-11-30 …
丝绸之路,犹如一条彩带,将古代亚洲、欧洲甚至非洲的文化联结在一起。中国的四大发明、养蚕丝织技术以及丝 2020-12-07 …
丝绸之路,犹如一条彩带,将古代亚洲、欧洲甚至非洲的文化联结在一起。中国的四大发明、养蚕丝织技术以及丝 2020-12-07 …
海上丝路①古老的中国以丝绸而著名。中国借丝绸打开了通往世界各国的大门,并且通过丝绸贸易与世界各国进行 2020-12-27 …
海上丝路①古老的中国以丝绸而著名。中国借丝绸打开了通往世界各国的大门,并且通过丝绸贸易与世界各国进行 2020-12-27 …
在公元2世纪左右,这个欧洲国家繁盛开放,以致中国的丝织品可以经丝绸之路转运到这里,而他的城市也可以与 2021-01-13 …