题目内容
2007年5月6日上午，全球瞩目的“南海1号”古沉船整体打捞行动正式启动．我国打捞工作者和相关领域的专家为了让这一艘沉没于南海25m深处近千年的古船重见天日，做了很多科技攻关，取得了重大的技术突破．（1）自身质量为4250t的运输船，载着质量为1000t的钢制沉井（下端开口），驶向“南海1号”古沉船沉没海域．此时运输船排开海水的体积为多少？（ρ海水=1.05×103kg/m3）
（2）“华天龙”号起吊船紧跟而至，抵达打捞现场后，将质量为1000t的钢制沉井吊起，如图所示．已知此时滑轮组的机械效率为85%，钢缆拉力F为多大？（g取10N/kg，结果保留三位有效数字）
（3）对“南海1号”古沉船采取整体打捞方案，首先将钢制沉井下沉至海底罩住古沉船，然后封住钢制沉井的下端，最后连井带船一次打捞上岸．该整体打捞方案在世界考古界还是首创．北欧国家的考古打捞虽然发达，但是其采用的都是水下切割打捞方法，首先把古船内的货物全部运走，然后对船体进行切割，将切割之后的小块船体打捞上来进行复原拼装．我国对“南海1号”古沉船采取整体打捞，相比切割打捞而言，有何更积极的意义？（说出一点即可）
分析：（1）知道运输船和沉井的质量，利用重力公式求受到的总重，又知道运输船漂浮，据漂浮条件求受到海水的浮力，再根据阿基米德原理求排开海水的体积；
（2）从滑轮组的结构图上看出，直接从动滑轮上引出的绳子股数n=4，假设将沉井提升h，拉力移动的距离s=4h，求出有用功，又知道机械效率大小，求出总功，再根据W=Fs求拉力大小；
（3）采取整体打捞，可以更好的保护文物、保留文物信息，减小潜水员工作量．
（2）从滑轮组的结构图上看出，直接从动滑轮上引出的绳子股数n=4，假设将沉井提升h，拉力移动的距离s=4h，求出有用功，又知道机械效率大小，求出总功，再根据W=Fs求拉力大小；
（3）采取整体打捞，可以更好的保护文物、保留文物信息，减小潜水员工作量．
解答：解：（1）∵运输船漂浮，
∴F浮=G=（4250×103kg+1000×103kg）×10N/kg=5.25×107N，
又∵F浮=ρ海水v排g，
∴排开海水的体积：
v排=
=
=5000m3；
（2）由图知，承担物重的绳子股数n=4，
设将沉井提升h，拉力移动的距离s=4h，
利用滑轮组提升沉井做的有用功：
W有用=Gh=mgh，
∵η=
，
∴利用滑轮组提升沉井做的总功：
W总=
，
∵W总=Fs，
∴拉力大小：
F=
=
=
=
=
≈2.94×106N；
（3）采用采取整体打捞，不用将古船分割，可以更好的保护文物．
答：（1）运输船排开海水的体积为5000m3；
（2）钢缆拉力F为2.94×106N；
（3）采用采取整体打捞，可以更好的保护文物．
∴F浮=G=（4250×103kg+1000×103kg）×10N/kg=5.25×107N，
又∵F浮=ρ海水v排g，
∴排开海水的体积：
v排=
| F浮 |
| ρ海水g |
| 5.25×107N |
| 1.05×103kg/m3×10N/kg |
（2）由图知，承担物重的绳子股数n=4，
设将沉井提升h，拉力移动的距离s=4h，
利用滑轮组提升沉井做的有用功：
W有用=Gh=mgh，
∵η=
| W有用 |
| W总 |
∴利用滑轮组提升沉井做的总功：
W总=
| W有用 |
| η |
∵W总=Fs，
∴拉力大小：
F=
| W总 |
| s |
| ||
| s |
| Gh |
| η4h |
| mg |
| η×4 |
| 1000×103kg×10N/kg |
| 85%×4 |
（3）采用采取整体打捞，不用将古船分割，可以更好的保护文物．
答：（1）运输船排开海水的体积为5000m3；
（2）钢缆拉力F为2.94×106N；
（3）采用采取整体打捞，可以更好的保护文物．
点评：本题是一道力学综合题，考查了浮力的两种计算方法（阿基米德原理、漂浮条件）、有用功、总功、机械效率的计算，本题关键：一是用好“F浮?v排”（知道浮力求排开水的体积，知道排开水的体积求浮力），二是区分有用功和总功．
练习册系列答案
相关题目
随着生活水平的不断提高，家用电器的逐渐普及，电热壶（如图）已进入千家万户．为什么当今家庭使用电热壶的数量会越来越多呢？带着这个问题，某课外兴趣小组利用节假日进行了家庭调查．以下是两位同学的调查结果．调查日期：2007年5月5日
| 家庭人口情况 | 3人 | 家庭中每天所需要的开水数量（以热水瓶为单位 | 5瓶（2L/瓶） |
| 获得开水的渠道 | 1．电热壶（√） 2．燃气烧开水（ ） 3．其他 | ||
| 当地能源价格 | 电价：0.50元/kW?h | 燃气：4.50元/m3 | |
| 使用电热壶烧开水的调查情况 | |||
| 电热壶的规格 | 额定电压 220V 额定功率 1000W |
烧一壶开水所用的时间为17.5min | |
| 容量 3L | |||
| 家庭人口情况 | 4人 | 家庭中每天所需要的开水数量（以热水瓶为单位 | 5瓶（2L/瓶） |
| 获得开水的渠道 | 1．电热壶（ ） 2．燃气烧开水（√） 3．其他 | ||
| 当地能源价格 | 电价：0.50元/kW?h | 燃气：4.50元/m3 | |
| 使用燃气烧开水的调查情况 | |||
| 水壶的容量3L | 烧一壶开水所用的燃气量0.04m3 | ||
（2）分析调查结果，并结合实际说明使用那种方法烧水更好一些．
（3）电热壶在设计构造中运用了许许多多的物理知识．请你举出两点，并说明这样设计的好处．
随着生活水平的不断提高，家用电器的逐渐普及，电热壶（如图）已进入千家万户．为什么当今家庭使用电热壶的数量会越来越多呢？带着这个问题，某课外兴趣小组利用节假日进行了家庭调查．以下是两位同学的调查结果．
调查日期：2007年5月5日
| 家庭人口情况 | 3人 | 家庭中每天所需要的开水数量（以热水瓶为单位 | 5瓶（2L/瓶） |
| 获得开水的渠道 | 1．电热壶（√） 2．燃气烧开水 3．其他 | ||
| 当地能源价格 | 电价：0.50元/kW?h | 燃气：4.50元/m3 | |
| 使用电热壶烧开水的调查情况 | |||
| 电热壶的规格 | 额定电压 220V 额定功率 1000W | 烧一壶开水所用的时间为17.5min | |
| 容量 3L | |||
| 家庭人口情况 | 4人 | 家庭中每天所需要的开水数量（以热水瓶为单位 | 5瓶（2L/瓶） |
| 获得开水的渠道 | 1．电热壶 2．燃气烧开水（√） 3．其他 | ||
| 当地能源价格 | 电价：0.50元/kW?h | 燃气：4.50元/m3 | |
| 使用燃气烧开水的调查情况 | |||
| 水壶的容量3L | 烧一壶开水所用的燃气量0.04m3 | ||
（2）分析调查结果，并结合实际说明使用那种方法烧水更好一些．
（3）电热壶在设计构造中运用了许许多多的物理知识．请你举出两点，并说明这样设计的好处．
随着生活水平的不断提高，家用电器的逐渐普及，电热壶（如图）已进入千家万户。为什么当今家庭使用电热壶的数量会越来越多呢?带着这个问题，某课外兴趣小组利用节假日进行了家庭调查。以下是两位同学的调查结果。
表1 小明同学家庭开水需求情况调查表
调查日期：2007年5月6日
| 家庭人口情况 | 3人 | 家庭中每天所需的开水数量（以热水瓶为单位） | 5瓶（2L/瓶） | |
| 获得开水的渠道 | 1．电热壶（√） 2．燃气烧开水（ ） 3．其它 | |||
| 当地能源价格 | 电价：0.50元/kW?h | 燃气：4.50元/m3 | ||
| 使用电热壶烧开水的调查情况 | ||||
| 电热壶的规格 | 额定电压220V 额定功率1000W | 烧一壶开水所用的时间为17.5min | ||
| 容量3L | ||||
表2 小红同学家庭开水需求情况调查表
调查日期：2007年5月6日
| 家庭人口情况 | 4人 | 家庭中每天所需的开水数量（以热水瓶为单位） | 5瓶（2L/瓶） | |
| 获得开水的渠道 | 1．电热壶（ ） 2．燃气烧开水（√） 3．其它 | |||
| 当地能源价格 | 电价：0.50元/kW?h | 燃气：4.50元/m3 | ||
| 使用燃气烧开水的调查情况 | ||||
| 水壶的容量为3L | 烧一壶开水所用的燃气量为0.04m3 | |||
（1）从理论上计算，小明家用电热壶烧开一壶水需要多长时间（设水的初温为20℃）。与实际有无差别，简要说明原因。
（2）分析调查结果，并结合实际说明使用那种方法烧水更好一些。
（3）电热壶在设计构造中运用了许许多多的物理知识。请你举出两点，并说明这样设计的好处。
随着生活水平的不断提高，家用电器的逐渐普及，电热壶（如图）已进入千家万户．为什么当今家庭使用电热壶的数量会越来越多呢？带着这个问题，某课外兴趣小组利用节假日进行了家庭调查．以下是两位同学的调查结果．
调查日期：2007年5月5日
调查日期：2007年5月6日
（1）从理论上计算，小明家用电热壶烧开一壶水需要多长时间（设水的初温为20℃）．与实际有无差别，简要说明原因．
（2）分析调查结果，并结合实际说明使用那种方法烧水更好一些．
（3）电热壶在设计构造中运用了许许多多的物理知识．请你举出两点，并说明这样设计的好处．
调查日期：2007年5月5日
| 家庭人口情况 | 3人 | 家庭中每天所需要的开水数量（以热水瓶为单位 | 5瓶（2L/瓶） |
| 获得开水的渠道 | 1．电热壶（√） 2．燃气烧开水（ ） 3．其他 | ||
| 当地能源价格 | 电价：0.50元/kW?h | 燃气：4.50元/m3 | |
| 使用电热壶烧开水的调查情况 | |||
| 电热壶的规格 | 额定电压 220V 额定功率 1000W | 烧一壶开水所用的时间为17.5min | |
| 容量 3L | |||
| 家庭人口情况 | 4人 | 家庭中每天所需要的开水数量（以热水瓶为单位 | 5瓶（2L/瓶） |
| 获得开水的渠道 | 1．电热壶（ ） 2．燃气烧开水（√） 3．其他 | ||
| 当地能源价格 | 电价：0.50元/kW?h | 燃气：4.50元/m3 | |
| 使用燃气烧开水的调查情况 | |||
| 水壶的容量3L | 烧一壶开水所用的燃气量0.04m3 | ||
（2）分析调查结果，并结合实际说明使用那种方法烧水更好一些．
（3）电热壶在设计构造中运用了许许多多的物理知识．请你举出两点，并说明这样设计的好处．
随着生活水平的不断提高，家用电器的逐渐普及，电热壶（如图）已进入千家万户．为什么当今家庭使用电热壶的数量会越来越多呢？带着这个问题，某课外兴趣小组利用节假日进行了家庭调查．以下是两位同学的调查结果．
调查日期：2007年5月5日
调查日期：2007年5月6日
（1）从理论上计算，小明家用电热壶烧开一壶水需要多长时间（设水的初温为20℃）．与实际有无差别，简要说明原因．
（2）分析调查结果，并结合实际说明使用那种方法烧水更好一些．
（3）电热壶在设计构造中运用了许许多多的物理知识．请你举出两点，并说明这样设计的好处．
调查日期：2007年5月5日
| 家庭人口情况 | 3人 | 家庭中每天所需要的开水数量（以热水瓶为单位 | 5瓶（2L/瓶） |
| 获得开水的渠道 | 1．电热壶（√） 2．燃气烧开水（ ） 3．其他 | ||
| 当地能源价格 | 电价：0.50元/kW?h | 燃气：4.50元/m3 | |
| 使用电热壶烧开水的调查情况 | |||
| 电热壶的规格 | 额定电压 220V 额定功率 1000W | 烧一壶开水所用的时间为17.5min | |
| 容量 3L | |||
| 家庭人口情况 | 4人 | 家庭中每天所需要的开水数量（以热水瓶为单位 | 5瓶（2L/瓶） |
| 获得开水的渠道 | 1．电热壶（ ） 2．燃气烧开水（√） 3．其他 | ||
| 当地能源价格 | 电价：0.50元/kW?h | 燃气：4.50元/m3 | |
| 使用燃气烧开水的调查情况 | |||
| 水壶的容量3L | 烧一壶开水所用的燃气量0.04m3 | ||
（2）分析调查结果，并结合实际说明使用那种方法烧水更好一些．
（3）电热壶在设计构造中运用了许许多多的物理知识．请你举出两点，并说明这样设计的好处．