3.
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=0.05m
2、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,从重物在水底开始运动到重物的上表面刚露出水面,绳对重物的拉力F
1=140N,用时t
1=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t
2=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G
0=60N,ρ
水=1.0×10
3kg/m
3,g取10N/kg,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W
1为多大?
(3)滑轮组在第一阶段运动中的机械效率η
1和第三阶段运动中的机械效率η
2分别为多大?