Question

【题目】如图所示是打捞物体的模拟装置。现电动机带动钢丝绳自由端以0.5m/s的速度匀速拉动滑轮组，经过5min将体积为0.1m3的物体由海底提升到海面，已知动滑轮的总质量为 60kg，（不计物体的高度、绳重和摩擦，ρ物＝7.6×103kg/m3，ρ海水取1.0×103kg/m3）。求：

(1)物体浸没在海水中受到的浮力；

(2)物体在海底时的深度；

(3)物体在海底时受到海水的压强；

(4)物体在海面下匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率。（不计动滑轮体积）

Answer 1

【答案】(1)；(2)；(3)；(4)

【解析】

(1)由题意可知，物体浸没在海水中时，排开海水的体积是

根据阿基米德原理可知，物体浸没在海水中受到的浮力是

物体浸没在海水中受到的浮力是。

(2)由题意可知，钢丝绳自由端的速度是0.5m/s，有5条绳子托着动滑轮，那么可知物体上升的速度是

经过5min将体积为0.1m3的物体由海底提升到海面，则物体在海底时的深度是

物体在海底时的深度是。

(3)根据可知，物体在海底时受到海水的压强是

物体在海底时受到海水的压强是。

(4)从题中条件可知，该物体的重力大小是

物体在海面下匀速上升过程中，受力平衡，以物体和动滑轮为一个整体，它受到滑轮组向上的拉力，海水的浮力，物体的重力，动滑轮的重力，可得到

动滑轮的重力是

解得；5条绳子托着动滑轮，那么钢丝绳自由端的拉力大小是

对于物体，它受到绳子的拉力，海水的浮力，自身的重力，可求得绳子的拉力是

根据机械效率的计算公式可知，物体在海面下匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率是

该滑轮组的机械效率约是。

答：(1)物体浸没在海水中受到的浮力是；(2)物体在海底时的深度是；(3)物体在海底时受到海水的压强是；(4)物体在海面下匀速上升过程中，该滑轮组的机械效率约是。