如图是某养鱼专业户设置在渔池中央的增氧机，它由三个相同的浮球和连杆把电动潜水泵固定在一起构成，整个设备总质量300kg，潜水泵额定电功率3kW，增氧机不工作时，浮球有一半露出

Question

如图是某养鱼专业户设置在渔池中央的增氧机，它由三个相同的浮球和连杆把电动潜水泵固定在一起构成，整个设备总质量300kg，潜水泵额定电功率3kW，增氧机不工作时，浮球有一半露出水面，增氧机工作时，即潜水泵抽水，每5min可将1.44×10 ⁴ kg水送到5m高的空中让其自由下落，从而达到增氧目的．
（1）连杆和水泵的体积不计，每个浮球的体积是多少？
（2）增氧机正常工作时，其效率为多少？
（3）增氧机工作时，试分析浮球露出水面的体积有何变化？（不计算，只作答）

Answer 1

（1）m=300kg
增氧机不工作时，它漂浮在水面上，有F _浮 =G
设每个浮球的体积为V，则浮力：
F _浮 =ρgV _排 = ρgV，
∴ ρgV=mg，
∴ =
（2）已知：P=3000W，t=5min=300s，m=1.44×10 ⁴ kg，h=5m
有用功：W _有 =mgh=1.44×10 ⁴ kg×10N/kg×5m=7.2×10 ⁵ J
总功：W _总 =Pt=3000W×30s=9×10 ⁵ J
∴η= ×100%=
（3）答：增氧机工作时，对喷出水有向上的作用力，由于力的作用是相互的，故水对增氧机有向下的作用力，浮球有向下的作用力，浮球要下沉一些，露出水面的体积要减小．