我国改造航母“瓦良格”号时为了打捞一沉入海水中的物体A,采用了车吊滑轮组来完成此项任务,如图甲所示,在整个打捞过程中F1始终作匀速运动.图乙是拉物体A绳子受力F2与物

发布时间:2020-08-09 21:04:48

我国改造航母“瓦良格”号时为了打捞一沉入海水中的物体A,采用了车吊滑轮组来完成此项任务,如图甲所示,在整个打捞过程中F1始终作匀速运动.图乙是拉物体A绳子受力F2与物体下表面上升高度h的关系图象.已知F1=2.5×105N,绳重、摩擦忽略不计.(海水密度取1.0×103kg/m3)求:
(1)物体A浸没在海水中时受到的浮力
(2)未提升之前物体A下表面受到海水的压强
(3)物体A的密度
(4)物体未露出水面之前滑轮组的机械效率.

网友回答

解:
(1)由图乙可知物体A浸没在海水中,F2=5.6×105N,离开水面后,F2′=6.4×105N,
所以物体在海水中受到的浮力:
F浮=F2′-F2=6.4×105N-5.6×105N=8×104N;
(2)未提升之前物体A下表面所处的深度h=12m,
p=ρgh=1×103kg/m3×9.8N/kg×12m=1.176×105Pa;
(3)由图乙知,物体重G=F2′=6.4×105N,
物体的质量:
m==≈6.5×104kg,
∵F浮=ρ水V排g=ρ水V物g,
∴V物==≈8.2m3,
ρ物==≈0.79×103kg/m3;
(4)由图知,n=3,
滑轮组的机械效率:
η=====
求滑轮组η=====≈75%.
答:(1)物体A浸没在海水中时受到的浮力为8×104N;
(2)未提升之前物体A下表面受到海水的压强为1.176×105Pa;
(3)物体A的密度为0.79×103kg/m3;
(4)物体未露出水面之前滑轮组的机械效率为75%.
解析分析:(1)由图乙可知物体A浸没在海水中时,F2=5.6×105N,离开水面后,F2′=6.4×105N,二力之差等于物体在海水中受到的浮力;
(2)由图乙可知未提升之前物体A下表面所处的深度,利用p=ρgh求物体上表面受到水的压强;
(3)由图乙知,离开水面后F2的大小,可知物体重,利用重力公式求物体的质量;上面求出了物体受到的浮力,利用阿基米德原理可求物体排开海水的体积(物体的体积),再利用密度公式ρ=求物体的密度;
(4)由图知,承担物重的绳子股数n=3,物体未露出水面之前,知道拉力F1,和滑轮组对物体的拉力F2,利用效率公式η====求滑轮组的机械效率.

点评:本题为力学综合题,考查了浮力的计算、压强的计算、密度的计算、机械效率的计算,知识点多、综合性强,能从图中得出相关信息是本题的关键.
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