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        1. 【題目】如圖所示,是某水上打撈船將一個(gè)完全密閉的正方體貨箱緩慢地打撈出水面的起吊裝置示意圖.貨箱平放在海底,海底深度H=30m,該貨箱邊長(zhǎng)L=1m,貨箱及內(nèi)部貨物的總重G=4.0×104N,動(dòng)滑輪(只有一個(gè))及附屬配件的總重G滑輪=1.0×104N.不計(jì)繩重和滑輪摩擦及繩在水中受到的浮力,不考慮風(fēng)浪、水流等的影響.(海水的密度視為ρ=1×103kg/m3、g取10N/kg)試問(wèn):
          (1)用聲納探測(cè)貨箱上表面的回聲的時(shí)間是多少?(聲音在海水中的傳播速度為υ=1450m/s)
          (2)要將貨箱從海底處勻速吊起到上表面將露出水面的過(guò)程中,拉力F做了多少功?
          (3)若貨箱從剛露出水面到完全露出水面的過(guò)程中是被勻速提升的,請(qǐng)分析在此過(guò)程中,貨箱所受浮力和滑輪組機(jī)械效率的變化情況.

          【答案】
          (1)解:由題知貨箱上表面距離水面:

          h=H﹣L=30m﹣1m=29m,

          超聲走的路程:

          s=2(H﹣L)=2×29m=58m,

          用聲納探測(cè)貨箱上表面的回聲的時(shí)間:

          t= = =0.04s


          (2)解:貨箱排開(kāi)水的體積:

          v=(1m)3=1m3,

          貨箱在水中受到水的浮力:

          Fvg=ρvg=1×103kg/m3×1m3×10N/kg=1×104N,

          拉力F大。

          F= (G滑輪+G﹣F)= (1.0×104N+4.0×104N﹣1.0×104N)=2×104N,

          拉力移動(dòng)的距離:

          s=2h=2×29m=58m,

          拉力做功:

          W=Fs=2×104N×58m=1.16×106J


          (3)解:貨箱從剛露出水面到完全露出水面的過(guò)程中,貨箱排開(kāi)水的體積減小,貨箱受到的浮力減小,滑輪受到的拉力增大,拉力做的有用功增大,額外功幾乎不變,由此可知?jiǎng)踊喌臋C(jī)械效率變大
          【解析】(1)聲吶發(fā)射的超聲波遇到貨箱經(jīng)反射后,又被聲吶接收,超聲走的是2(H﹣L)的路程,利用速度公式求時(shí)間;(2)求出貨箱的體積,得出貨箱浸沒(méi)水中排開(kāi)水的體積,利用阿基米德原理求貨箱在水中受到的浮力,再利用F= (G滑輪+G﹣F)求出拉力大小,算出貨箱在水中的上升高度,利用W=Fh求拉力F做功;(3)貨箱從剛露出水面到完全露出水面的過(guò)程中,貨箱受到的浮力減小,滑輪受到的拉力增大,拉力做的有用功增大,額外功幾乎不變,由此可知?jiǎng)踊喌臋C(jī)械效率變大.

          練習(xí)冊(cè)系列答案
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          D.觀察到指針指在分度盤(pán)的中線(xiàn)處,確定天平已平衡

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