题目内容
11.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总质量为6×107kg的空心沉管连接而成,如图所示.建造隧道时,先将沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子(长、宽、高分别是180m、35m、10m),然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底.求:
(1)漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力是多大?
(2)要使沉管沉入海底至少需要向沉管内注入多少千克的海水(海水的密度取1.0×103kg/m3)
分析 (1)漂浮在海面上的密封沉管受到的浮力和自身的重力相等,根据F浮=G=mg求出其大小;
(2)沉管刚好浸没海水中时,排开海水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出受到的浮力,沉管恰好悬浮时,沉管内注入海水的质量最小,根据F浮=G总=G管+G水求出注入海水的重力,根据G=mg求出注入海水的质量.
解答 解:(1)漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力:
F浮=G=mg=6×107kg×10N/kg=6×108N;
(2)沉管刚好浸没海水中时,排开海水的体积:
V排=V=180m×35m×10m=63000m3,
受到的浮力:
F浮=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×63000m3=6.3×108N,
沉管恰好悬浮时,沉管内注入海水的质量最小,
由F浮=G总=G管+G水可得,注入海水的重力:
G水=F浮-G管=6.3×108N-6×108N=3×107N,
注入海水的质量:
m水=$\frac{{G}_{水}}{g}$=$\frac{3×1{0}^{7}N}{10N/kg}$=3×106kg.
答:(1)漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力是6×108N;
(2)要使沉管沉入海底至少需要向沉管内注入3×106kg的海水.
点评 本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理、重力公式的应用,是一道较为简单的应用题.
练习册系列答案
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6.
如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为滑动变阻器,R2、R3我定值电阻,闭合开关S,将滑片P由a端向b端滑动一段距离后,电压表V1、V2示数变化大小分别为△U1、△U2,电流表示数变化的大小为△I.下列判断不正确的是( )
| A. | △U2大于△U1 | |
| B. | 电压表V2示数与电流表示数的比值更大 | |
| C. | $\frac{{△U}_{2}}{△I}$与$\frac{{△U}_{1}}{△I}$的差值等于R2 | |
| D. | R2和R3消耗的电功率的和增加了△U2•△I |
16.下列说法中,正确的是( )
| A. | 轮船的排水量是指轮船满载时排开水的体积 | |
| B. | 轮船在海面上航行所受的浮力大于它在江河中航行所受的浮力 | |
| C. | 潜水艇是靠改变自身重来实现潜浮的 | |
| D. | 潜水艇在水面上航行所受的浮力大于它潜入水下航行时所受的浮力 |
20.如图所示实验情景中,用来研究电磁感应现象的是( )
| A. | B. | C. | D. |