Question

我國改造航母“瓦良格”號時為了打撈一沉入海水中的物體A，采用了車吊滑輪組來完成此項任務(wù)，如圖甲所示，在整個打撈過程中F1始終作勻速運動．圖乙是拉物體A繩子受力F₂與物體下表面上升高度h的關(guān)系圖象．已知F₁=2.5×10⁵N，繩重、摩擦忽略不計．（海水密度取1.0×10³kg/m³）求：
（1）物體A浸沒在海水中時受到的浮力
（2）未提升之前物體A下表面受到海水的壓強
（3）物體A的密度
（4）物體未露出水面之前滑輪組的機械效率．

Answer 1

解：（1）由圖乙可知物體A浸沒在海水中，F(xiàn)₂=5.6×10⁵N，離開水面后，F(xiàn)₂'=6.4×10⁵N，
所以物體在海水中受到的浮力：
F_浮=F₂'﹣F₂=6.4×10⁵N﹣5.6×10⁵N=8×10⁴N
（2）未提升之前物體A下表面所處的深度h=12m，
p=ρgh=1×10³kg/m³×9.8N/kg×12m=1.176×10⁵Pa
（3）由圖乙知，物體重G=F2'=6.4×10⁵N，物體的質(zhì)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）由圖知，n=3，滑輪組的機械效率：
η====
求滑輪組η=====≈75%