Question

【题目】Argo浮标广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。浮标结构如图所示，坚硬壳体外下方装有可伸缩油囊；当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时，油囊排开水的体积等于注入油的体积；当油囊中的油全部被抽回壳体内时，油囊体积忽略不计。已知浮标总质量为55千克，其中含油20千克；浮标壳体体积为0.04米3 ， 油的密度为0.8×103千克/米3；海水密度取1.0×103千克/米3 ， g取10牛/千克。

(1)该浮标下沉20米，浮标总重力做功多少焦？

(2)液压式柱塞泵将壳体中的油全部注入油囊时，浮标最终露出水面的体积为多少米3？

Answer 1

【答案】（1）1.1×104焦。（2）0.01米3。

【解析】

试题分析：（1）G=mg=55千克×10牛/千克=550牛，W=Fs=Gh=550牛×20米=1.1×104焦；（2）浮标最终处于漂浮状态，所以F浮=G物=550牛，根据公式F浮=ρ液gV排，得

，

油囊体积 ，所以V露=V壳（V排V油）=0.04米3（0.055米30.025米3）=0.01米3。