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50m3，质量是200t。（1）货箱完全浸没

题型：0119 模拟题难度：来源：

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50m³，质量是200t。
（1）货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少?
（2）货箱完全出水后，又被匀速吊起1m，已知此时钢缆拉力F为1×10⁶N，则在此过程中拉力F所做的功是多少?起吊装置的滑轮组机械效率是多少? 
（3）若货箱从刚露出水面到完全出水的过程中是被匀速提升的，请分析在此过程中，货箱所受浮力和滑轮组机械效率的变化情况。（水的密度为1.0×10³ kg／m³，g取10N／kg， 不考虑风浪、水流等的影响。）

答案

解：（1）F_浮=ρ_水gV_排=10³kg/m³×10N/kg×50m³= 5×10⁵N；
       （2）由图可知，拉力的距离S是货物高度的4倍，S=4h=4m。故拉力的功：W_总=FS=1×10⁶N×4 m=4×10⁶J，有用功：W_有用 = Gh = mgh=2×10⁵kg×10 N/kg×1m=2×10⁶J，
机械效率： 。
       （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_排可知，所受的浮力逐渐变小； 在此过程中，滑轮组的拉力逐渐增大，故机械效率变大。