如图为打捞沉船中一封闭货箱的模拟装置,已知货箱重6500N,动滑轮总重500N,声音在海水中的传播速度1500...
问题详情:
如图为打捞沉船中一封闭货箱的模拟装置,已知货箱重6500N,动滑轮总重500N,声音在海水中的传播速度1500m/s.在海上用超声波测位仪向海底垂直发*声波,经过0.04s后收到声波.(不计绳重和摩擦,g=10N/kg,ρ海水=1.0×103kg/m3)
求:(1)沉船在水下的深度为多少?
(2)海水对沉船产生的压强是多少?(不计沉船的高)
(3)货箱离开水面匀速上升过程中,定滑轮的机械效率是多少?
(4)当货箱在水面下匀速时,如果绳子自由端的拉力为1000N,那么货箱的体积是多少?(不计动滑轮体积)
【回答】
【考点】液体的压强的计算;阿基米德原理;滑轮(组)的机械效率.
【分析】(1)已知超声波在海水中传播的速度以及传播的时间,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计算受到的压强;
(3)货箱出水后,克服重力做的功是有用功,克服动滑轮重是额外功,已知货箱和动滑轮重,利用η=可以得到滑轮组的机械效率;
(4)已知作用在动滑轮上的绳子股数和自由端的拉力以及动滑轮的重力,可以得到滑轮组对水下货箱的拉力;已知货箱重力和滑轮组对它的拉力,可以得到货箱受到的浮力;已知浮力和海水的密度,利用公式V=V排=得到货箱的体积.
【解答】解:
(1)沉船所在的深度为S=v××t=1500m/s××0.04s=30m;
(2)海水受到的压强为P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa;
(3)货箱出水后滑轮组的机械效率为η==≈92.9%;
(4)滑轮组对水下货箱的拉力为F拉=5F﹣G0=5×1000N﹣500N=4500N
货箱在水下受到的浮力为F浮=G﹣F拉=6500N﹣4500N=2000N
货箱的体积为V=V排===0.2m3.
答:
(1)沉船所在的深度为30m;
(2)海水受到的压强为3×105Pa;
(3)货箱出水后滑轮组的机械效率约为92.9%;
(4)货箱的体积为0.2m3.
知识点:八年级下
题型:计算题
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