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【题目】【2016四川凉山卷】2015年10月5日考古学家在黄海海域发现甲午海战沉船“致远舰”的消息轰动了整个考古界,随着水下考古工作的进行,一些重要文物近日陆续出水重见天日,关于这艘在海水中沉睡了120余年的战舰是如何被打捞起的谜题也逐步解开现某课外活动小组,照此设计了如图所示的简单机械,模拟打捞沉船,实验中用实心立方体A代替沉船,已知A的体积为01m3,质量为280kg设整个过程A均为匀速直线运动状态,忽略钢缆绳重及滑轮摩擦,不考虑风浪,水流等因素的影响

1A完全浸没在水中时受到的浮力是多大?ρ=10×103kg/m3

2若A完全浸没在水中时,滑轮组的机械效率为60%,那么A完全打捞出水面后,岸上钢绳的拉力F为多大?

3若A完全打捞出水面后,以01m/s的速度被匀速提升,求岸上钢绳拉力F的功率

【答案】1980N;2784N;3392W

【解析】1A完全浸没在水中时受到的浮力:F=ρgV=ρgV=10×103kg/m3×98N/kg×01m3=980N;

2物体A的重力:G=mg=280kg×98N/kg=2744N,

A完全浸没在水中时,总功为W=G+G﹣Fh,有用功为W=G﹣Fh

所以,滑轮组的机械效率:

η=×100%=×100%=×100%=×100%=60%,

解得:G=1176N,

由图可知,n=5,A完全打捞出水面后,岸上钢绳的拉力:F=G+G=×=784N;

3A完全打捞出水面后,以01m/s的速度被匀速提升时,绳端的速度:v=nv=5×01m/s=05m/s,

岸上钢绳拉力F的功率:P=Fv=784N×05m/s=392W

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