Question

在5.12抗震救灾中，一救援队员用如图的装置从水中打捞一装有贵重物品的箱子，已知该箱子的体积为0.25m3，质量为800

Answer 1

（1）箱子上表面受到的水的压强

p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×4m=4×10⁴Pa；

（2）箱子在水中所受浮力的大小

F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.25m³=2.5×10³N；

（3）箱子的重力为G=mg=800kg×10N/kg=8000N，

救援队员拉绳子的力的大小

F=

G−F浮+G动

3=[8000N−2500N+10kg×10N/kg/3]≈1867N；

（4）在箱子未拉出水面之前，所做有用功为W_有=F′h=（8000N-2500N）×4m=2.2×10⁴J

总功为W_总=FS=1867N×4m×3=22404J

所以在箱子未拉出水面之前，该装置的机械效率η=

W有用

W总×100%=[20000J/22404J]×100%≈98.2%

答：（1）箱子上表面受到的水的压强4×10⁴Pa；

（2）箱子在水中所受浮力的大小2.5×10³N；

（3）救援队员拉绳子的力的大小1867N；

（4）在箱子未拉出水面之前，该装置的机械效率98.2%