Question

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5 0 m³，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1 m，已知此時鋼纜拉力F為1×10⁵ 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

(1)貨箱浸沒在水中時受到的浮力：

          

(2)由圖可知，拉力F使鋼纜自由端移動的距離是貨箱被提起高度的4倍，

  即s=4 h=4(m)，故拉力F所做的功：

  有用功：

  滑輪組機械效率：

(3)貨箱從剛露出水面到完全露出水面的過程中，排開水的體積逐漸減小，由公式可知，貨箱所受的浮力逐漸變小。在此過程中，，滑輪組對貨箱的拉力逐漸變大，機械效率變大．