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践行者初中物理力学典题详解第128题 3.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:F2=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1.0x10³kg/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。  解析:设打捞平台动滑轮A端未挂沉船时，平台浸入水中的体积为V0，则F平浮1=ρ水gV0❶； 挂上沉船但沉船浸没在水中时，平台浸入水中的体积为V2，则F平浮2=ρ水gV2❷； 挂上沉船但沉船已完全出水时，平台浸入水中的体积为V3，则F平浮3=ρ水gV2❸， 由❸❶可知，沉船对平台向下的拉力，亦即动滑轮对沉船的拉力 F拉2=F平浮3-F平浮1 =ρ水g(V3-V1) 又V3-V1=1m³， 所以G船=F拉2=1×10⁴N❹；  由❷❶可知， 当沉船浸在水中时，，由题意可知:动滑轮绳对平台向下的拉力F拉1=F平浮2-F平浮1 =ρ水g(V2-V1) 又V2-V1=0.4m³， 所以F拉1=0.4×10⁴N❺， 由❹❺可知:沉船完全浸没在水中所受浮力为: F浮=F拉2-F拉1=0.6×10⁴N， 且F1=(F拉1+G动)/3， F2=(F拉2+G动)/3；  1.2由题意可知:F1:F2=3:7， 所以(F拉1+G动)/(F拉2+G动)=3:7 解得:G动=500N， 1.3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η=G船/(G船+G动)×100% =95.2%. 践行者初中物理:喜欢的请点赞关注！ |
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