题文

如图所示，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。

题型：计算题  难度：中档

答案

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

据专家权威分析，试题“如图所示，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..”主要考查你对  功的计算，声速，浮力及阿基米德原理，滑轮（组）的机械效率  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算声速浮力及阿基米德原理滑轮（组）的机械效率

考点名称：功的计算

• 功的计算公式：
  功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。
  
  单位：
  国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

• 在利用该公式进行计算时的注意点：
  (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；
  
  (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；
  
  (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
  

考点名称：声速

• 声速：
  

  定义	声音存介质中每秒传播的距离叫声速，用v表示
  计算公式	s=vt，其中
  单位	米／秒(m／s)，读做米每秒
  常数	v=340m／s(15℃的空气中)
  影响因素	介质种类。一般情况下，v固>v液>v气 介质温度。声速随温度的升高而增大，温度每升高1℃，声音在空气中每秒传播的距离增加约0．6m。当空气中不同Ⅸ域的温度有区别时，声音的传播路线是向着低温方向的。如上方的温度低，声音就向上传播，此时，高处的人容易听到低处的声音

•  在常见物质中的传播速度：
  

  物质名称	传播速度v/m﹒s-1
  空气	340
  水	1500
  钢铁	5200
  松木	3320
  玻璃	5000-6000

• 声速与气温的关系：
      气温影响空气的密度，气温高，空气的密度小，声波在传播的过程中受到的阻碍小，所以声速较大，因此声音由声源发出后不一定沿直线传播。晴天的中午，地表迅速升温，地表附近的气温比上一层气温高，声音在地表的传播比上层快，于是在地面上发出的声音向四周传播时是向上拐弯的。

考点名称：浮力及阿基米德原理

• 浮力：
  （1）定义：浸在液体中的物体受到向上托的力叫做浮力。
  （2）施力物体与受力物体：浮力的施力物体是液体 (或气体)，受力物体是浸入液体(或气体)中的物体。
  （3）方向：浮力的方向总是竖直向上的。
  阿基米德原理：
  （1）原理内容：浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
  （2）公式：，式中ρ_液表示液体的密度，V_排是被物体排开的液体的体积，g取9．8N／kg。

• 浮力大小跟哪些因素：
  有关浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体中的体积有关，跟液体的密度有关，跟物体浸入液体中的深度无关。跟物体本身密度大小无关。

• 阿基米德原理的五点透析：
  (1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态：一是物体的全部体积都浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分体积浸入液体里，另一部分露在液面以上。
  
  (2)G_排指被物体排开的液体所受的重力，F_浮= G_排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。
  
  (3)V_排是表示被物体排开的液体的体积，当物体全部浸没在液体里时，V_排=V_物；当物体只有一部分浸入液体里时，则V_排<V_物。
  
  (4)由可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关。