Question

如圖所示，是某水上打撈船將一個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L=1m，貨箱及內部貨物的總重G_貨=4.0×10⁴N，動滑輪（只有一個）及附屬配件的總重G_滑輪=1.0×10⁴N。不計繩重和滑輪摩擦及繩在水中受到的浮力，不考慮風浪、水流等的影響。（海水的密度視為ρ＝1× 10³kg/m³、g 取10N/kg）試問：
（1）用聲納探測貨箱上表面的回聲的時間是多少？（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程中是被勻速提升的，請分析在此過程中，貨箱所受浮力和滑輪組機械效率的變化情況。

Answer 1

解：
（1）分析題意可知：；
（2）分析題意可知，拉力F做了多少功

（3）設貨物被勻速提升的速度為υ_貨
貨箱從剛露出水面到完全露出水面的過程中
F_浮=ρV_排g=ρgL（L－υ_貨t） 故：在此過程中，貨箱所受浮力減小
分析題意可知：
即：故：在此過程中，拉力F增大
在此過程中，機械效率故：η減小