Question

如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5

Answer 1

解题思路：（1）已知物体体积，根据浮力公式F_浮=ρgV_排可求受到的浮力．

（2）已知动滑轮上绳子段数为4段，拉力做的功为总功，根据公式W=FS计算；对物体做的功为有用功，根据公式W=Gh计算；机械效率等于有用功除以总功．

（3）刚露出水到完全出水的过程中，排开水的体积逐渐减小，所以物体所受浮力逐渐减小，滑轮组对货物的拉力变大，有用功在增大．额外功一定，有用功增大，机械效率增大．

（1）F_浮=ρgV=10³kg/m³×10N/kg×50m³=5×10⁵N．

答：完全浸没时受到的浮力为5×10⁵N．

（2）由图可知，拉力的距离S是货物高度的4倍，S=4h=4m，

故拉力做的功：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：η＝

W有用

W总＝

2×106J

4×106J＝50%．

答：拉力做的功为=4×10⁶J，机械效率为50%．

（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可知，所受的浮力变逐渐变小；

在此过程中，滑轮组对货物的拉力变大，有用功在变大，额外功不变，根据η=

W有用

W总=

W有用

W有用+W额外=

1

1+

W额外

W有用可知机械效率变大．

点评：

本题考点： 浮力大小的计算；功的计算；滑轮（组）的机械效率．

考点点评： 本题考查物体所受浮力以及总功、有用功和机械效率的计算，主要是考查各种公式的灵活运用，本题的关键是知道物体没露出水面前所受浮力不变，露出水面后，浮力逐渐减小，拉力逐渐增大．