题目内容
【题目】如图甲所示是某船厂设计的打捞平台装置示意图.A是动滑轮,B是定滑轮,C是卷扬机,卷扬机拉动钢丝绳通过滑轮组AB竖直提升水中的物体,可以将实际打捞过程简化为如图乙所示的示意图.在一次打捞沉船的作业中,在沉船浸没水中匀速上升的过程中,打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂沉船时变化了0.4m3;在沉船全部露出水面并匀速上升的过程中,打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂沉船时变化了1m3 . 沉船浸没在水中和完全露出水面后卷扬机对钢丝绳的拉力分别为F1、F2 , 且F1与F2之比为3:7.钢丝绳的重、轴的摩擦及水对沉船的阻力均忽略不计,动滑轮的重力不能忽略.(水的密度取1.0×103kg/m3 , g取10N/kg)求:
(1)沉船的重力;
(2)沉船浸没水中受到的浮力;
(3)沉船完全露出水面匀速上升1m的过程中,滑轮组AB的机械效率(结果保留一位小数)
【答案】
(1)解:在沉船全部露出水面匀速上升的过程中,打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了1m3,
则打捞平台增大的浮力:
F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×1m3=104N,即沉船的重力为G=104N
(2)解:在沉船浸没水中匀速上升的过程中,打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了0.4m3;
则打捞平台增大的浮力:F浮1=ρgV排1=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m3=4×103N;
所以沉船浸没水中受到的浮力为F浮2=G﹣F浮1=104N﹣4×103N=6×103N
(3)解:根据受力分析可得,
沉船浸没在水中匀速上升的过程中F1= (F拉1+G动),
沉船全部露出水面匀速上升的过程中,F2= (F拉2+G动),
因为F1:F2=3:7,
解得:G动=500N,
沉船全部露出水面后匀速上升过程中,滑轮组AB的机械效率:
η= = = = ×100%≈95.2%
【解析】(1)在沉船全部露出水面匀速上升的过程中,打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂沉船时变化了1m3 , 根据F浮=ρgV排求出打捞平台增大的浮力,即为沉船的重力;(2)在沉船浸没水中匀速上升的过程中,打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了0.4m3;根据F浮=ρgV排求出打捞平台增大的浮力,然后求出沉船受到的浮力;(3)根据F= (G+G动)求出动滑轮的重力,然后根据η= 求出机械效率η.
【题目】电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具(如图).它可以电动骑行,亦可以脚踏骑行.电动骑行时,蓄电池对车上电动机供电,电动机为车提供动力.如表是某型号电动自行车主要技术参数.
整 车 | 整车质量 | 40kg |
最高车速 | ≤30km/h | |
最大噪声 | ≤62dB | |
蓄电池 | 电压 | 48V |
容量 | 12A.h | |
电动机 | 额定电压 | 48V |
额定功率 | 240W |
(1)电动自行车以额定功率行驶时的工作电流是多大?
(2)表中“12A.h”表示蓄电池充满电时储存的电荷量,则蓄电池充足一次电可储存的能量是多少J?(1A.h=1A×1h)
(3)若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功,电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N,蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶多远?