Question

如图12所示，是某水上打捞船将一个完全密闭的正方体货箱缓慢地打捞出水面的起吊装置示意图。货箱平放在海底，海底深度H=30m，该货箱边长L=1m，货箱及内部货物的总重G货=4.0×104N，动滑轮（只有一个）及附属配件的总重G滑轮=1.0×104N。不计绳重和滑轮摩擦及绳在水中受到的浮力，不考虑风浪、水流等的影响。（海水的密度视为ρ＝1× 103kg/m3、g取10N/kg）试问：

（1）用声纳探测货箱上表面的回声的时间是多少？（声音在海水中的传播速度为υ=1450m/s）

（2）要将货箱从海底处匀速吊起到上表面将露出水面的过程中，拉力F做了多少功？

（3）若货箱从刚露出水面到完全露出水面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。

Answer 1

解：（1）分析题意可知：

（2）分析题意可知，拉力F做了多少功

（3）设货物被匀速提升的速度为υ货

货箱从刚露出水面到完全露出水面的过程中

F浮=ρV排g=ρgL(L－υ货t)     故：在此过程中，货箱所受浮力减小

分析题意可知：

即： 故：在此过程中，拉力F增大

在此过程中，机械效率 故：η减小