我國(guó)是世界上第一個(gè)成功完成海底沉船整體打撈工作的國(guó)家，圖甲是起重工程船將“南海1號(hào)”沉船打撈出水的情況．為分析打撈工作，我們可以將實(shí)際打撈過(guò)程簡(jiǎn)化為如圖乙所示的滑輪組豎直向上提升水中的金屬物．已知正方體實(shí)心金屬物的體積V = 1×10－2m3，密度ρ金=7.9×103kg/m3， ρ水=1×103kg/m3．請(qǐng)問(wèn)：

 

(1) 將正方體實(shí)心金屬物從水面下20m深處沿豎直方向勻速提升到離水面5m深處的過(guò)程中所用時(shí)間為50s，求物體在這段時(shí)間內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng)的速度v；

(2) 若物體在水面下方勻速上升過(guò)程中拉力F做功的功率為234W，求此時(shí)繩子的拉力F；

(3) 物體在水面下方勻速上升過(guò)程中，滑輪組的機(jī)械效率為多少．（g=10N/Kg）

 

【答案】

（1）0.3m/s   （2）260N    （3）88.5%

【解析】

試題分析：（1）金屬物從水下20m深處勻速上升到距離水面5m深處，則金屬物運(yùn)動(dòng)的路程s物=20m-5m=15m，根據(jù)速度的公式可計(jì)算出金屬物上升的速度

（2）因?yàn)槌袚?dān)物體重量的繩子的段數(shù)n=3，所以v繩=3V物=3×0.3m/s=0.9m/s

因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/czwl/web/STSource/2014022805545558555182/SYS201402280557517110660896_DA.files/image002.png">，所以繩子自由端拉力

（3）因?yàn)檎襟w實(shí)心金屬物的體積V = 1×10－2m3，密度ρ金=7.9×103kg/m3

所以金屬物的重量G=mg=ρ金Vg=7.9×103kg/m3×1×10－2m3×10N/kg=790N；

又因?yàn)榻饘傥镆恢苯䴖](méi)在水中，所以V排= V = 1×10－2m3

所以金屬物受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-2m3=100N

所以如下圖所示，由受力分析可知，整個(gè)滑輪組最下端繩子對(duì)物體的拉力F/=G-F浮=790N-100N=690N；

又因?yàn)槌袚?dān)物體重量的繩子的段數(shù)n=3，所以s繩=3s物

所以滑輪組的機(jī)械效率

考點(diǎn)：速度的計(jì)算；滑輪（組）的機(jī)械效率；功率計(jì)算公式的應(yīng)用

 

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

（2011?瀘州）我國(guó)是世界上第一個(gè)成功完成海底沉船整體打撈工作的國(guó)家，圖甲是起重工程船將“南海1號(hào)”沉船打撈出水的情況．為分析打撈工作，我們可以將實(shí)際打撈過(guò)程簡(jiǎn)化為如圖乙所示的滑輪組豎直向上提升水中的金屬物．已知正方體實(shí)心金屬物的體積V=1×10-2m3，密度ρ金=7.9×103kg/m3，ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg，繩子重力不計(jì)．請(qǐng)問(wèn)：
（1）若不計(jì)摩擦和滑輪重，當(dāng)金屬物始終浸沒(méi)在水中時(shí)，需要多大的豎直向上拉力作用于繩子自由端才能將金屬物勻速提升？
（2）若仍不計(jì)摩擦，但動(dòng)滑輪重G0=60N，要求在1min內(nèi)將始終浸沒(méi)在水中的金屬物勻速提升6m，求繩子自由端豎直向上拉力的功率；
（3）若將金屬物完全提出水面后繼續(xù)向上勻速提升的過(guò)程中，該滑輪組的機(jī)械效率為94%，問(wèn)作用于繩子自由端豎直向上的拉力是多大？（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

（2013?東城區(qū)一模）我國(guó)是世界上第一個(gè)成功完成海底沉船整體打撈的國(guó)家，如圖1是“南海1號(hào)”沉船打撈出水的情況．所謂整體打撈，就是將沉船與其周?chē)嗌嘲丛瓲罟潭ㄔ谔厥獾匿撝瞥料鋬?nèi)一次性吊浮起運(yùn)，沉箱是一種用金屬制成，形狀像箱子，下面沒(méi)有底，可以罩住整個(gè)沉船的設(shè)備．沉箱四周安放了氣囊，起吊過(guò)程氣體膨脹，產(chǎn)生巨大的浮力，起到助浮的作用．如圖2所示是與上述原理相似的簡(jiǎn)化裝置：一個(gè)質(zhì)量為11.7t的鋼制沉箱倒扣在深度H=20m的水底，箱內(nèi)腔體的橫截面積S=10m2、高為L(zhǎng)=4m，可忽略重力和體積的充氣裝置使箱內(nèi)封入高h(yuǎn)為0.5m的空氣．現(xiàn)用吊繩將沉箱打撈至水面，吊繩與滑輪組及電動(dòng)機(jī)相連可控制沉箱勻速上升，ρ鋼=7.8×103kg/m3，ρ海水取1×103kg/m3，g=10N/kg，水的阻力、摩擦和繩重不計(jì)．問(wèn)：
（1）沉箱倒扣在海底時(shí)，沉箱的上表面所受海水的壓強(qiáng)是多大？（此問(wèn)不計(jì)沉箱上表面的厚度）
（2）若使沉箱能夠從海底被吊起，吊繩的拉力至少多大？
（3）沉箱上升至到達(dá)水面之前的過(guò)程中，因壓強(qiáng)減小箱內(nèi)空氣體積增大，已知h為0.5m時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率η1=98%，那么當(dāng)h為1m時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率η2是多少？（結(jié)果保留整數(shù)）
（4）假設(shè)腔內(nèi)空氣的高度h一直未達(dá)到腔體的高度L，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明從起吊到沉箱上表面到達(dá)海面的過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)是否必須一直做功？

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

我國(guó)是世界上第一個(gè)成功完成海底沉船整體打撈工作的國(guó)家，圖20甲是起重工程船將“南海1號(hào)”沉船打撈出水的情況．為分析打撈工作，我們可以將實(shí)際打撈過(guò)程簡(jiǎn)化為如圖20乙所示的滑輪組豎直向上提升水中的金屬物．已知正方體實(shí)心金屬物的體積V=1×10-2m3，密度ρ金=7.9×103kg/m3，ρ水=1×103kg/m3．請(qǐng)問(wèn)：
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（2）若物體在水面下方勻速上升過(guò)程中拉力F做功的功率為234W，求此時(shí)繩子的拉力F；
（3）物體在水面下方勻速上升過(guò)程中，滑輪組的機(jī)械效率為多少．

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科目：初中物理 來(lái)源：2011-2012學(xué)年湖北省天門(mén)市九年級(jí)5月模擬考試?yán)砜凭C合物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

 我國(guó)是世界上第一個(gè)成功完成海底沉船整體打撈工作的國(guó)家，圖甲是起重工程船將“南海1號(hào)”沉船打撈出水的情況．為分析打撈工作，我們可以將實(shí)際打撈過(guò)程簡(jiǎn)化為如圖乙所示的滑輪組豎直向上提升水中的金屬物．已知正方體實(shí)心金屬物的體積V=1×10-2m3，密度ρ金=7.9×103kg/m3，ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg，繩子重力不計(jì)．請(qǐng)問(wèn)：

（1）若不計(jì)摩擦和滑輪重，當(dāng)金屬物始終浸沒(méi)在水中時(shí)，需要多大的豎直向上拉力作用于繩子自由端才能將金屬物勻速提升？

（2）若仍不計(jì)摩擦，但動(dòng)滑輪重G0=60N，要求在1min內(nèi)將始終浸沒(méi)在水中的金屬物勻速提升6m，求繩子自由端豎直向上拉力的功率；

（3）若將金屬物完全提出水面后繼續(xù)向上勻速提升的過(guò)程中，該滑輪組的機(jī)械效率為94%，問(wèn)作用于繩子自由端豎直向上的拉力是多大？（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）

 

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