问题补充:
5月我国四川省汶川地区发生了8.0级大地震,给汶川人民造成了极大的生命财产损失,同时也产生了再次威胁人民生命财产安全的堰塞湖,唐家山堰塞湖就是其中最大、最危险的一个.
(1)截止5月31日20时,唐家山堰塞湖水位已涨至海拔733m,当水位继续上涨至海拔741m时,水就可以从工程人员挖的引流渠流走,从而减轻高水位对堰体的威胁.求水位从海拔733m涨至海拔741m时,水对湖底产生的压强增大了多少?
(2)为确保引流渠的水流畅通,需清理湖中的大型漂浮物.湖中现有一漂浮物,它浸入水中的体积是0.1m3,工作人员使用如图所示的吊车将它打捞上岸.已知漂浮物出水后,吊车将漂浮物以20cm/s的速度提高2m的过程中,绕在滑轮组上绳子的拉力F为400N.求拉力F的功率和滑轮组的机械效率?(g?取10N/kg)
答案:
解:(1)水对湖底产生的压强增大了△P=ρ水g△h=ρ水g(h2-h1)=1.0×103kg/m3×10N/kg×(741m-733m)=8×104Pa.
答:水对湖底产生的压强增大了8×104Pa.
(2)动滑轮上有4段绳子,
拉力F的功率P=FV=400N×0.2m/s×4=320W;
物体漂浮所受的浮力等于自身的重力,G=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=103N;
有用功W有=Gh=103N×2m=2×103J;
总功W总=FS=400N×4×2m=3.2×103J;
滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=62.5%.
答:拉力F的功率为320W,滑轮组的机械效率为62.5%.
解析分析:(1)先计算增加的水位,再利用公式P=ρgh计算水对湖底增加的压强.
(2)已知动滑轮上绳子的段数和物体的速度,可求拉力F移动的速度,根据公式P=FV可求拉力F的功率;
已知物体排开水的体积,根据公式F浮=ρgV排可求受到的浮力,物体漂浮,浮力等于重力;
还知道重物上升的高度,根据公式W=Gh可求有用功;
已知拉力和动滑轮上绳子的段数以及重物上升的高度,根据公式W=FS可求总功;
有用功与总功的比值就是滑轮组的机械效率.
点评:本题考查液体压强、功率、浮力、有用功、总功、机械效率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点知道物体漂浮时浮力等于重力,要会判断动滑轮上绳子的段数,解题过程中要注意单位的换算.
5月我国四川省汶川地区发生了8.0级大地震 给汶川人民造成了极大的生命财产损失 同时也产生了再次威胁人民生命财产安全的堰塞湖 唐家山堰塞湖就是其中最大 最危
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