2008年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)
(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=
=W有用 W总
=62.5%.2×103J 3.2×103J
答:拉力F的功率为320W,滑轮组的机械效率为62.5%.