Question

【題目】圖是某水上打撈船起吊裝置結構示意簡圖。某次打撈作業中，該船將沉沒于水下深處的一只密封貨箱打撈出水面，已知該貨箱體積為50m3，質量是200t。

（1）貨箱完全浸沒在水中時受到的浮力是多少?

（2）貨箱完全出水后，又被勻速吊起1m，已知此時鋼纜拉力F為1×106 N，則在此過程中拉力F所做的功是多少？起吊裝置的滑輪組機械效率是多少？

（3）若貨箱從剛露出水面到完全出水的過程中是被勻速提升的，請分析在此過程中，貨箱所受浮力和滑輪組機械效率的變化情況。（水的密度為1．0×103 kg／m3，g取10N／kg，不考慮風浪．水流等的影響）

Answer 1

【答案】（1）5×105N

（2）4×106J 50%

（3）浮力變小 機械效率增大

【解析】

試題分析：（1）F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×50m3=5×105N；

（2）由圖可知，拉力的距離S是貨物高度的4倍，S=4h=4m。故拉力的功：W總=FS=1×106N×4m=4×106J，有用功：W有用=Gh=mgh=2×105kg×10N/kg×1m=2×106J，機械效率： 。

（3）貨物從剛露出水到完全出水的過程中，排開水的體積逐漸減小，由公式F浮=ρ水gV排可知，所受的浮力逐漸變小，在此過程中，滑輪組的拉力逐漸增大，故機械效率變大。