Question

19．我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程．三峡水电站的水库大坝高185m，大坝上、下游的水位差最高可达113m，巨大的落差有利于生产可观的电力，但也带来了航运方面的问题．解决这个问题的途径就是修建船闸（如图所示）．

（1）工程师将拦河大坝设计成下宽上窄的形状，主要是：液体密度相同时，液体压强随深度增加而增大；水力发电站要想发出更多的电来，就要储存更多的水，将水位提升的更高，也就是尽量使水的重力势能更大（选填“动能”、“重力势能”或“弹性势能”）．
（2）如图丙中，在深为10m的水下，面积为1.5m²的阀门B受到水的压力至少为多大？

Answer 1

分析 （1）液体内部向各个方向都有压强；液体的压强随深度增加而增大；
重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；物体下落时重力势能转化为动能，重力势能减小，动能增大；
（2）已知深为10m的水下，利用液体压强公式p=ρgh得到阀门B受到水的压强；又知道受力面积，利用F=ps求出阀门B受到水的压力．

解答 解：（1）因为水的压强随深度增加而增大，所以拦河大坝之所以修成“上窄下宽”的形状，可以承受更大的压强．
拦河坝为了提高上游水位，质量一定，高度越高，水的重力势能越大，水下落时转化为的动能越大，带动水轮机转动，机械能转化为的电能越多．
（2）阀门B所处的深度：h=10m，
阀门B受到水的压强：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×10m=9.8×10⁴Pa，
由p=$\frac{F}{S}$，可得，
阀门B受到水的压力：
F=pS=9.8×10⁴Pa×1.5m²=1.47×10⁵N．
故答案为：（1）液体密度相同时，液体压强随深度增加而增大；重力势能；
（2）面积为1.5m²的阀门B受到水的压力至少为1.47×10⁵N．

点评 本题考查了学生对液体压强特点、液体压强公式、重力势能的影响因素的掌握和运用，知识点多、综合性强，要求灵活运用所学公式．