Question

4．如圖是打撈沉船中一封閉貨箱的模擬裝置．已知貨箱質(zhì)量為450kg，聲音在海水中的傳播速度是1500m/s．在海面上用超聲測位儀向海底垂直發(fā)射聲波，經(jīng)過0.04s后收到返回聲波（ρ_海水=1.0×10³ kg/m³）．求：
（1）貨箱的重力．
（2）沉船在水下的深度是多少？
（3）要將貨箱吊到離水面9米高的船上，繩端拉力為2000N，求貨箱離開水面勻速上升過程中該滑輪的機械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知質(zhì)量，由G=mg可求重力；
（2）用超聲測位儀向海底垂直發(fā)射聲波，由v=$\frac{s}{t}$可求路程，即深度；
（3）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%．

解答 解：
（1）貨箱的重力：G=mg=450kg×10N/kg=4500N；
（2）由v=$\frac{s}{t}$可得：
s=vt=1500m/s×0.04s=60m，
沉船在水下的深度是：
h_深度=$\frac{s}{2}$=$\frac{60m}{2}$=30m；
（3）由圖可知，n=3，
貨箱離開水面勻速上升過程中該滑輪的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{4500N}{3×2000N}$×100%=75%．
答：（1）貨箱的重力是4500N；
（2）沉船在水下的深度是30m；
（3）貨箱離開水面勻速上升過程中該滑輪的機械效率是75%．

點評 本題主要考查重力、速度以及機械效率的計算，是一道綜合題．