Question

7．三峡大坝的船闸由闸室和上下游闸门以及上下游阀门组成．三峡船闸是世界上最大的船闸．船只在船闸中要经过5个闸室使船依次升高（或降低），每个闸室水位变化超过20m．三峡船闸的闸门非常高大，足有3m厚．首级人字闸门高近 40m，宽近20m．下图描述了一艘轮船由上游通过船闸驶往下游的过程示意图．

（1）三峡船闸是根据连通器原理建造的．
（2）船只从上游经过船闸到达下游，重力势能减少（选填“增加”或“减少”）．
（3）一艘重为100t的船，行驶在闸室中所受浮力为1×10⁶N；在闸室中缓慢上升20m，此过程中浮力不变（填“增大”、“减小”或“不变”），浮力对船做功为2×10⁷J．（g取10N/kg）
（4）若三峡大坝内蓄水深度为113m，水对坝底的压强为1.13×10⁶Pa．

Answer 1

分析 （1）上端开口底部连通的容器是连通器，连通器中装有同种液体静止时，液面是相平的．
（2）影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度；
（3）物体漂浮，浮力等于重力，然后利用W=Fs计算浮力对船做功；
（4）知道水的深度，利用液体压强公式p=ρgh求水对坝底的压强．

解答 解：
（1）打开底部的阀门时，船闸与上游（或下游）上端开口，且底部连通，是一个连通器，水静止时水面相平，再打开闸门，船顺利通过，船闸是利用连通器原理工作的．
（2）船只从上游经过船闸到达下游，质量不变，高度减小，所以，重力势能减少．
（3）船在闸室中漂浮，则F_浮=G=mg=100×10³kg×10N/kg=1×10⁶N，
船在闸室中缓慢上升过程中，始终漂浮，受到的浮力等于船重，大小不变；
浮力对船做功：W=F_浮s=1×10⁶N×20m=2×10⁷J；
（4）坝底所受水的压强：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×113m=1.13×10⁶Pa．
故答案为：（1）连通器；（2）减少；（3）1×10⁶；不变；2×10⁷；（4）1.13×10⁶．

点评 此题考查连通器原理、势能大小的影响因素、物体漂浮条件、功和液体压强的计算，是一道综合性题目，难度不大，掌握基础知识即可正确解题．