三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,其船闸是世界上最大的,如图所示.现有一艘轮船从水位是150m的上游进入首级闸室,当首级闸室的水位降到128m时,轮船就可以进入下一级闸室了.若首级人字闸门每扇门都是一个高40m、宽20m、厚3m的长方体实心钢门.求:
(1)一扇首级人字闸门的质量是多少kg?
(2)轮船通过首级闸室的过程中,闸室底部受到水的压强减少了多少Pa?
(3)若轮船的排水量为8000t,它排开水的体积是多少m3?
解:(1)m钢=ρ钢V钢=7.9×103(kg/m3)×40m×20m×3 m=1.896×107kg
(2)△P底=ρ水g△h水=1.0×103kg/m3×10N/kg×(150m-128m)=2.2×105Pa
(3)由公式F浮=G物=ρ水V排g可得:
V排===8×103m3
答:(1)一扇首级人字闸门的质量是1.896×107kg;(2)轮船通过首级闸室的过程中,闸室底部受到水的压强减少了
2.2×105pa;(3)若轮船的排水量为8000t,它排开水的体积是8000m3
(1)由m=ρv可求得人字闸门的质量;
(2)欲求闸室底部受到水的压强减少了多少,只需知道水的高度降低了多少,代入△P底=ρ水g△h水可求得;
(3)由浮力公式F浮=G物=ρ水V排g可求得.
点评:考查了液体压强的计算和浮力的计算;压强的变化是有液体高度的变化引起的,由△P底=ρ水g△h水计算更简便.