(12分)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极其珍贵的实物资料,采用沉井包裹沉船的整体打捞方式,在世界水下考古也是一大创新。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的长方体形状的重物模拟“南海一号”,该同学站在岸边拉动绳子自由端,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,并经历三个运动阶段:第一阶段,从重物在水度开始运动到重物的上表面面刚露出水面,绳对重物的拉力 F1="140" N, 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G0="60" N, ρ水=1.0×103kg/m3, g=10N/g,不计绳重、轮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浮为多大?
②在第一阶段运动中,绳对重物做功W1为多大?
③滑轮组在第一阶段运动中的机械效率η1和第三阶段运动中的机械效率η3分別为多大?
用一根能承受2t物体的拉力的钢绳,能否把沉没在水中、体积为1m3、密度是2.6×103kg/m3的大石块提起?如果能提起,当石块提到露出水面的体积为多大时,绳子就要断?(g取10N/kg)
圆柱形容器底面积为500cm2,高为40cm,盛满水后放在水平放置的接水盘中;现将一质量为7.9kg的实心正方体金属块轻轻地放入圆柱形容器中,静止时如图所示,此时测得溢出的水的体积为1dm3.求:
(1)金属块受到的水的浮力;
(2)金属块对容器底的压强.
如图所示,将体积为0.001m3的正方体木块放入盛有水的水槽内.待木块静止时,其下表面距水面0.06m,已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)木块下表面受到的水的压强大小;
(2)木块受到的浮力大小;
(3)木块的密度大小.
2011年7月26日6时12分,我国首台自主设计、自主集成的、体积约为80m3的深海载人潜水器“蛟龙号”首次下潜至5038.5m,顺利完成本次5000m级海底试验主要任务,这就意味着“蛟龙号”可以到达全球超过70%的海底,可以完成多种复杂任务,包括通过摄像、照相对海底资源进行勘查,执行水下设备定点布放,海底电缆和管道检测等任务.“蛟龙号”下潜到5000m深处时,求:(已知海水的密度为1.03×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)潜水器受到的海水的压强;
(2)潜水器所受的浮力.
(内蒙古赤峰)如图所示,一艘排水量100吨的货船,船上装有质量为8吨的货物A,货物A的底面积为5m2(货物A底面与船完全接触).求:
(1)该船满载时受到的浮力;
(2)货物A对船的压强;
(3)将货物A从船上卸下后,船排开水的体积减少多少?(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)