如圖為打撈沉船中一封閉貨箱的模擬裝置,已知貨箱重6500N,動滑輪總重500N,聲音在海水中的傳播速度1500...
問題詳情:
如圖為打撈沉船中一封閉貨箱的模擬裝置,已知貨箱重6500N,動滑輪總重500N,聲音在海水中的傳播速度1500m/s.在海上用超聲波測位儀向海底垂直髮*聲波,經過0.04s後收到聲波.(不計繩重和摩擦,g=10N/kg,ρ海水=1.0×103kg/m3)
求:(1)沉船在水下的深度為多少?
(2)海水對沉船產生的壓強是多少?(不計沉船的高)
(3)貨箱離開水面勻速上升過程中,定滑輪的機械效率是多少?
(4)當貨箱在水面下勻速時,如果繩子自由端的拉力為1000N,那麼貨箱的體積是多少?(不計動滑輪體積)
【回答】
【考點】液體的壓強的計算;阿基米德原理;滑輪(組)的機械效率.
【分析】(1)已知超聲波在海水中傳播的速度以及傳播的時間,利用S=vt可以得到沉船所在的深度;
(2)已知海水的密度和沉船所在的深度,利用P=ρgh計算受到的壓強;
(3)貨箱出水後,克服重力做的功是有用功,克服動滑輪重是額外功,已知貨箱和動滑輪重,利用η=可以得到滑輪組的機械效率;
(4)已知作用在動滑輪上的繩子股數和自由端的拉力以及動滑輪的重力,可以得到滑輪組對水下貨箱的拉力;已知貨箱重力和滑輪組對它的拉力,可以得到貨箱受到的浮力;已知浮力和海水的密度,利用公式V=V排=得到貨箱的體積.
【解答】解:
(1)沉船所在的深度為S=v××t=1500m/s××0.04s=30m;
(2)海水受到的壓強為P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa;
(3)貨箱出水後滑輪組的機械效率為η==≈92.9%;
(4)滑輪組對水下貨箱的拉力為F拉=5F﹣G0=5×1000N﹣500N=4500N
貨箱在水下受到的浮力為F浮=G﹣F拉=6500N﹣4500N=2000N
貨箱的體積為V=V排===0.2m3.
答:
(1)沉船所在的深度為30m;
(2)海水受到的壓強為3×105Pa;
(3)貨箱出水後滑輪組的機械效率約為92.9%;
(4)貨箱的體積為0.2m3.
知識點:八年級下
題型:計算題
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