据报道,华中农业大学的几位学生发明了一种水上垃圾清理船,它能将水面上漂浮的垃圾通过前端的两个旋转滤网收集后,由倾斜的传送带送至船尾的垃圾箱中,如图是设计的样船.相关的

发布时间:2020-07-29 00:56:51

据报道,华中农业大学的几位学生发明了一种水上垃圾清理船,它能将水面上漂浮的垃圾通过前端的两个旋转滤网收集后,由倾斜的传送带送至船尾的垃圾箱中,如图是设计的样船.相关的数据如下表:
名称水面垃圾清理船发动机汽油发动机额定功率5kW质量(空载)200kg排水量1000kg(1)工作前,质量为60kg的驾驶员登上船后,它排开水的体积是多少?
(2)正常工作时,传送带将收集的垃圾升高0.5m后,落入垃圾箱中,这要消耗发动机的1%的能量.它在5分钟内可传送300kg的垃圾,求传送带的传送效率.
(3)如何提高该船效率,请提出一条合理的建议.

网友回答

解:(1)∵船漂浮,
∴F浮=G=mg=(200+60)kg×10N/kg=2600N;
又∵F浮=ρ水v排g,
∴船排开水的体积:
v排=;
(2)发动机在5min内对传送带做的总功:
W总=Pt×1%=5000W×300s×1%=15000J,
传送带5min内做功:
W有=Gh=mgh=300kg×10N/kg×0.5m=1500J,
传送效率:
η==10%.
(3)将传送带改成滤网式,使水随时流掉,减小额外功,提高传送带的效率.
答:(1)船排开水的体积是0.26m3;
(2)传送带的传送效率为10%;
(3)将传送带改成滤网式.解析分析:(1)知道船和人的质量,利用重力公式求人船总重;再利用漂浮条件求船受到的浮力;然后利用阿基米德原理求排开水的体积.(2)分别求出使用传送带的总功和有用功,再计算传送带的传送效率.(3)在有用功不变的情况下,减小额外功,从而提高传送带的效率.点评:本题考查了浮力的计算(阿基米德原理、漂浮条件)、有用功和总功的计算、效率的计算,以及提高机械效率的方法,涉及到物理知识的实际应用,知识点多,属于难题.
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