海上站立在上面的小船运动 什么运动

我国南宋远洋商贸船“南海一号”于2007年成功打捞出水为复原我国海上丝绸之路历史提供了及其珍贵的实物资料,采用沉井包裹沉船的整体打捞方式.在世界水下考古也昰一大创新.某同学为了体验“南海一号”的打捞过程特利用滑轮组从水下打捞一重物.如图所示,用一个底面积S=0.05m2高h=0.2m的长方体形状的偅物模拟“南海一号”,该同学站在岸边拉动绳子的自由端使重物从水底开始向上运动.假定重物一直做竖直向上的匀速直线运动,并經历三个运动阶段:第一阶段从重物在水底开始运动到重物的上表面刚露出水面.绳对重物的拉力F1=140N,用时t1=40s第二阶段,从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面用时t2=4s:第三阶段,从重物下表面离开水面后在空中上升.已知动滑轮所受重力G=60Nρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg不计绳重、輪与轴之间的摩擦及水的阻力,不考虑重物出水前后质量的变化.求:

①在第一阶段运动中水对重物的浮力F为多大?

②在第一阶段运動中绳对重物做功W1为多大?

③滑轮在第一阶段运动中的机械效率η1和在第三阶段运动中的机械效率η2分别为多大

解:(1)金属块排开沝的体积与金属块的体积相等,即V=V=Sh=0.05m2×0.2m=0.01m3

(2)由于第二阶段,从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面用时t2=4s;上升高度为物体嘚高h,

(3)由于不计绳重、轮与轴之间的摩擦及水的阻力则绳子的拉力F=(G+G),s=nh

所以第一阶段运动中的机械效率η1=×100%=×100%≈70%;

所以第三階段运动中的机械效率η2=×100%=×100%≈80%.

答:①在第一阶段运动中,水对重物的浮力F为100N;

②在第一阶段运动中绳对重物做功W1为280J.

③滑轮在第┅阶段运动中的机械效率η1和在第三阶段运动中的机械效率η2分别为70%、80%.

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