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“华天龙号”在完成从海底吊起沉箱后,吊着沉箱航行到半潜驳船“重任1601号”旁,把把沉箱缓慢放到它的甲板上.半潜驳船启动器泵,把水箱里的海水逐渐排出,沉箱逐渐露出海面,如图
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“华天龙号”在完成从海底吊起沉箱后,吊着沉箱航行到半潜驳船“重任1601号”旁,把把沉箱缓慢放到它的甲板上.半潜驳船启动器泵,把水箱里的海水逐渐排出,沉箱逐渐露出海面,如图甲所示.沉箱的长、宽、高分别是36m、15m、7m,自重为5×107N,若沉箱的顶部露出海面2m并静止时,“华天龙号”动滑轮下方的吊钩对沉箱的拉力是2×107N,半潜驳船的甲板对沉箱的支持力是F支.沉箱完全露出海面后,把沉箱固定在甲板上,卸去“华天龙号”吊着沉箱的钢丝绳,通过牵引船把半潜驳船拉至岸边,安装在岸上的两台绞盘机,把沉箱拉上岸,并继续运到水晶宫.为了保证运输的平稳和减小摩擦,在整个过程中沉箱底部垫着圆柱形的气囊,如图乙所示,移动时26个气囊交替使用,把后边不吃力的气囊放气,运到前边垫到沉箱底部后再充气,承担压力.沉箱底部总保持有16个气囊.每个气囊都相同,长15cm、直径1m,能够承受的最大压强是6×105Pa,沉箱处于水平状态时压在每个气囊的受力面积为S.
两台绞盘机拉动两根钢丝绳,通过滑轮组拉动拉动沉箱的两个吊点,匀速水平向水晶宫运动.若每台绞盘机拉动钢丝绳自由端的拉力为F拉=2.5×105N,动滑轮的吊钩对沉箱吊点的拉力是F吊,钢丝绳自由端移动S自由端=21m,沉箱移动S沉箱=1m,拉动过程的机械效率η=20%,沉箱移动的阻力是f.若海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg,钢丝绳重不计,求:F支,S和f.若不能整除,结果保留1位小数.
两台绞盘机拉动两根钢丝绳,通过滑轮组拉动拉动沉箱的两个吊点,匀速水平向水晶宫运动.若每台绞盘机拉动钢丝绳自由端的拉力为F拉=2.5×105N,动滑轮的吊钩对沉箱吊点的拉力是F吊,钢丝绳自由端移动S自由端=21m,沉箱移动S沉箱=1m,拉动过程的机械效率η=20%,沉箱移动的阻力是f.若海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg,钢丝绳重不计,求:F支,S和f.若不能整除,结果保留1位小数.
▼优质解答
答案和解析
(1)沉箱露出海面2m静止时,受到竖直向下的重力G、竖直向上的浮力F浮、竖直向上的拉力F、甲板向上的支持力F支,
F浮=ρ海水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×36m×15m×(7-2)m=2.7×107N,
F支=G-F浮-F=5×107N-2.7×107N-2×107N=3×106N;
(2)在运送过程中,沉箱做匀速直线运动,沉箱对气囊的压力等于其重力,
每个气囊受到的压力F压===3.125×106N,
每个气囊承受的最大压强p=6×105Pa,
∵p=,
∴面积S==≈5.2m2;
(3)在拉动过程中拉力做的总功W总=2Fs自由端,
有用功W有用=2F吊s沉箱,
∵η=,∴W总η=W有用,即2Fs自由端η=2F吊s沉箱,
2F吊===2.1×106N,
沉箱在水平方向受2F吊与阻力f作用而做匀速直线运动,
f=2F吊=2.1×106N;
答:F支=3×106N,S=5.2m2,f=2.1×106N.
F浮=ρ海水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×36m×15m×(7-2)m=2.7×107N,
F支=G-F浮-F=5×107N-2.7×107N-2×107N=3×106N;
(2)在运送过程中,沉箱做匀速直线运动,沉箱对气囊的压力等于其重力,
每个气囊受到的压力F压===3.125×106N,
每个气囊承受的最大压强p=6×105Pa,
∵p=,
∴面积S==≈5.2m2;
(3)在拉动过程中拉力做的总功W总=2Fs自由端,
有用功W有用=2F吊s沉箱,
∵η=,∴W总η=W有用,即2Fs自由端η=2F吊s沉箱,
2F吊===2.1×106N,
沉箱在水平方向受2F吊与阻力f作用而做匀速直线运动,
f=2F吊=2.1×106N;
答:F支=3×106N,S=5.2m2,f=2.1×106N.
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