Question

【题目】图是某水上打捞船起吊装置结构示意简图。某次打捞作业中，该船将沉没于水下深处的一只密封货箱打捞出水面，已知该货箱体积为50m3，质量是200t。

（1）货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少?

（2）货箱完全出水后，又被匀速吊起1m，已知此时钢缆拉力F为1×106 N，则在此过程中拉力F所做的功是多少？起吊装置的滑轮组机械效率是多少？

（3）若货箱从刚露出水面到完全出水的过程中是被匀速提升的，请分析在此过程中，货箱所受浮力和滑轮组机械效率的变化情况。（水的密度为1．0×103 kg／m3，g取10N／kg，不考虑风浪．水流等的影响）

Answer 1

【答案】（1）5×105N

（2）4×106J 50%

（3）浮力变小 机械效率增大

【解析】

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

（2）由图可知，拉力的距离S是货物高度的4倍，S=4h=4m。故拉力的功：W总=FS=1×106N×4m=4×106J，有用功：W有用=Gh=mgh=2×105kg×10N/kg×1m=2×106J，机械效率： 。

（3）货物从刚露出水到完全出水的过程中，排开水的体积逐渐减小，由公式F浮=ρ水gV排可知，所受的浮力逐渐变小，在此过程中，滑轮组的拉力逐渐增大，故机械效率变大。