Question

江漢平原的首座大型水利樞紐--國(guó)家“南水北調(diào)”重點(diǎn)工程興隆水利樞紐將于明年正式完工，工程的建成將給漢江流域的開(kāi)發(fā)帶來(lái)重大的發(fā)展機(jī)遇．正在建設(shè)之中的大壩位于潛江市高石碑和天門(mén)市多寶之間的漢江河道上，主要由船閘、電站等組成．
（1）一艘排水量為1000t的輪船停泊在漢江中，求該船滿載時(shí)所受水的浮力？
（2）該船通過(guò)船閘從上游駛往下游，當(dāng)前水面情況如圖所示．為使船通過(guò)，船閘的各閘門(mén)、閥門(mén)需按程序啟閉．則船在通過(guò)船閘的過(guò)程中，船閘最先打開(kāi)的是________，最后打開(kāi)的是________（選填“A”、“B”、“C”或“D”）．
（3）若水從30m高處流下沖擊水輪機(jī)，每日流經(jīng)水輪機(jī)的水的體積為V=1.8×10⁷m³，水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為65%，該電站每日的發(fā)電量為多少kW?h？

Answer 1

解：（1）∵輪船漂浮，
∴船所受的最大浮力F_浮=G_排=m_排g=10³×10³kg×10N/kg=10⁷N；
答：該船滿載時(shí)所受水的浮力為10⁷N．
（2）船閘是利用連通器的原理工作的；
船在通過(guò)船閘的過(guò)程中，先關(guān)閉閥門(mén)B然后打開(kāi)閥門(mén)A，當(dāng)閘室水位與上游水位相平時(shí)打開(kāi)上游閘門(mén)C，輪船進(jìn)入閘室；
關(guān)閉閥門(mén)A然后打開(kāi)閥門(mén)B，當(dāng)閘室水位與下游水位相平時(shí)打開(kāi)下游閘門(mén)D，輪船進(jìn)入下游河道．
故答案為：A；D．
（3）每日水做的功為：
W_總=Gh=ρ_水Vgh=1×10³kg/m³×1.8×10⁷m³×10N/kg×30m=5.4×10¹²J，
電站的日發(fā)電量為：
W_發(fā)=W_總×65%=5.4×10¹²J×65%=3.51×10¹²J=9.75×10⁵kW?h．
答：該電站每日的發(fā)電量為9.75×10⁵kW?h．
分析：（1）輪船滿載時(shí)的排水量是指排開(kāi)水的質(zhì)量，因?yàn)檩喆�漂浮，根�?jù)F_浮=G_排=m_排g求出該船滿載時(shí)所受水的浮力；
（2）上端開(kāi)口，底部相連通的容器叫連通器，當(dāng)所裝同一種液體靜止不流動(dòng)時(shí)，各容器中的液面是相平的，據(jù)此分析判斷．
（3）已知每日流經(jīng)水輪機(jī)水的體積和下落的高度，根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量，根據(jù)W=Gh求出水的重力所做的功，進(jìn)一步利用效率公式求出該電站每日的發(fā)電量．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了浮力和功的計(jì)算，關(guān)鍵是知道排水量是指輪船滿載時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量和明白船閘工作的原理是連通器．