Question

【题目】建设中的港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成，隧道由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成，如图所示，建造隧道时，现将沉管两端密封，如同一个巨大的长方体空心箱子，然后让其漂浮在海面上，向其内部灌水使之沉入海底．

设某一节密封的长方体沉管的长、宽、高分别是180m，35m，10m，总质量为6×107kg．（海水的密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

（1）漂浮在海面上的密封沉管，在灌水前受到的浮力F浮=___N．

（2）在对密封沉管灌水使其下沉过程中，其下表面受到海水的压强大小将___，当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时，注入的海水至少为____kg，此时其下表面受到海水的压力等于_____N．

（3）当密封沉管灌水下沉到海底后，将其下半部分埋入海底的泥沙中，再将灌入其中的海水全部抽出，此时空心密封沉管不会再上浮，请应浮力的知识来解释其原因．答：______________________________．

Answer 1

【答案】 6×108 变大 3×106 6.3×108 下表面不受海水的压力，根据浮力的产生原因，沉管不再受海水的浮力

【解析】漂浮在海面上的密封沉管，受到的浮力等于其重力

（2）①在对密封沉管灌水使其下沉过程中，沉管浸在水中的深度增加，根据，其下表面受到海水的压强将变大。

②沉管浸没在海水中，受到的浮力为：

，

当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时，浮力大小不变，处于悬浮状态，

③浸没在水中的物体受到的浮力等于上下表面的压力差，沉管下表面受到海水的压力F下=。

（3）当密封沉管灌水下沉到海底后，将其下半部分埋入海底的泥沙中，下表面不受海水的压力，根据浮力产生的原因，沉管不再受海水的浮力，此时空心密封沉管不会再上浮。