（2012•防城港）如图为打捞沉船中一封闭货箱的模拟装置，已知货箱重6500N，动滑轮总重500N，声音在海水中的传播速度1500m/s．在海上用超声波测位仪向海底垂直发射声波，经过0.04s后收到声

Question

（2012•防城港）如图为打捞沉船中一封闭货箱的模拟装置，已知货箱重6500N，动滑轮总重500N，声音在海水中的传播速度1500m/s．在海上用超声波测位仪向海底垂直发射声波，经过0.04s后收到声波．（不计绳重和摩擦，g=10N/kg，ρ_海水=1.0×10³kg/m³）
求：（1）沉船在水下的深度为多少？
（2）海水对沉船产生的压强是多少？（不计沉船的高）
（3）货箱离开水面匀速上升过程中，定滑轮的机械效率是多少？
（4）当货箱在水面下匀速时，如果绳子自由端的拉力为1000N，那么货箱的体积是多少？（不计动滑轮体积）

Answer 1

（1）沉船所在的深度为S=v×(1)/(2)×t=1500m/s×(1)/(2)×0.04s=30m；
（2）海水受到的压强为P=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×30m=3×10⁵Pa；
（3）货箱出水后滑轮组的机械效率为η=(G)/(G+G0)=(6500N)/(6500N+500N)≈92.9%；
（4）滑轮组对水下货箱的拉力为F_拉=5F-G₀=5×1000N-500N=4500N
货箱在水下受到的浮力为F_浮=G-F_拉=6500N-4500N=2000N
货箱的体积为V=V_排=(F浮)/(ρ液g)=(2000N)/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=0.2m³．
答：
（1）沉船所在的深度为30m；
（2）海水受到的压强为3×10⁵Pa；
（3）货箱出水后滑轮组的机械效率约为92.9%；
（4）货箱的体积为0.2m³．