Question

【題目】Argo浮標廣泛應用于臺風預測、海洋資源開發等領域。浮標結構如圖所示，堅硬殼體外下方裝有可伸縮油囊；當液壓式柱塞泵將殼體內的油注入油囊時，油囊排開水的體積等于注入油的體積；當油囊中的油全部被抽回殼體內時，油囊體積忽略不計。已知浮標總質量為55千克，其中含油20千克；浮標殼體體積為0.04米3 ， 油的密度為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)該浮標下沉20米，浮標總重力做功多少焦？

(2)液壓式柱塞泵將殼體中的油全部注入油囊時，浮標最終露出水面的體積為多少米3？

Answer 1

【答案】（1）1.1×104焦。（2）0.01米3。

【解析】

試題分析：（1）G=mg=55千克×10牛/千克=550牛，W=Fs=Gh=550牛×20米=1.1×104焦；（2）浮標最終處于漂浮狀態，所以F浮=G物=550牛，根據公式F浮=ρ液gV排，得

，

油囊體積 ，所以V露=V殼（V排V油）=0.04米3（0.055米30.025米3）=0.01米3。