Question

我国改造航母“瓦良格”号时为了打捞一沉入海水中的物体A，采用了车吊滑轮组来完成此项任务，如图甲所示，在整个打捞过程中F1始终作匀速运动．图乙是拉物体A绳子受力F₂与物体下表面上升高度h的关系图象．已知F₁=2.5×10⁵N，绳重、摩擦忽略不计．（海水密度取1.0×10³kg/m³）求：
（1）物体A浸没在海水中时受到的浮力
（2）未提升之前物体A下表面受到海水的压强
（3）物体A的密度
（4）物体未露出水面之前滑轮组的机械效率．

Answer 1

解：（1）由图乙可知物体A浸没在海水中，F₂=5.6×10⁵N，离开水面后，F₂'=6.4×10⁵N，
所以物体在海水中受到的浮力：
F_浮=F₂'﹣F₂=6.4×10⁵N﹣5.6×10⁵N=8×10⁴N
（2）未提升之前物体A下表面所处的深度h=12m，
p=ρgh=1×10³kg/m³×9.8N/kg×12m=1.176×10⁵Pa
（3）由图乙知，物体重G=F2'=6.4×10⁵N，物体的质量：
m==≈6.5×10⁴kg，
∵F_浮=ρ_水V_排g=ρ_水V_物g
∴V_物==≈8.2m³
ρ_物==≈0.79×10³kg/m³
（4）由图知，n=3，滑轮组的机械效率：
η====
求滑轮组η=====≈75%