Question

【題目】如圖所示是打撈物體的模擬裝置。現電動機帶動鋼絲繩自由端以0.5m/s的速度勻速拉動滑輪組，經過5min將體積為0.1m3的物體由海底提升到海面，已知動滑輪的總質量為 60kg，（不計物體的高度、繩重和摩擦，ρ物＝7.6×103kg/m3，ρ海水取1.0×103kg/m3）。求：

(1)物體浸沒在海水中受到的浮力；

(2)物體在海底時的深度；

(3)物體在海底時受到海水的壓強；

(4)物體在海面下勻速上升過程中，該滑輪組的機械效率。（不計動滑輪體積）

Answer 1

【答案】(1)；(2)；(3)；(4)

【解析】

(1)由題意可知，物體浸沒在海水中時，排開海水的體積是

根據阿基米德原理可知，物體浸沒在海水中受到的浮力是

物體浸沒在海水中受到的浮力是。

(2)由題意可知，鋼絲繩自由端的速度是0.5m/s，有5條繩子托著動滑輪，那么可知物體上升的速度是

經過5min將體積為0.1m3的物體由海底提升到海面，則物體在海底時的深度是

物體在海底時的深度是。

(3)根據可知，物體在海底時受到海水的壓強是

物體在海底時受到海水的壓強是。

(4)從題中條件可知，該物體的重力大小是

物體在海面下勻速上升過程中，受力平衡，以物體和動滑輪為一個整體，它受到滑輪組向上的拉力，海水的浮力，物體的重力，動滑輪的重力，可得到

動滑輪的重力是

解得；5條繩子托著動滑輪，那么鋼絲繩自由端的拉力大小是

對于物體，它受到繩子的拉力，海水的浮力，自身的重力，可求得繩子的拉力是

根據機械效率的計算公式可知，物體在海面下勻速上升過程中，該滑輪組的機械效率是

該滑輪組的機械效率約是。

答：(1)物體浸沒在海水中受到的浮力是；(2)物體在海底時的深度是；(3)物體在海底時受到海水的壓強是；(4)物體在海面下勻速上升過程中，該滑輪組的機械效率約是。