Question

19．我國三峽工程是舉世矚目的跨世紀(jì)工程．三峽水電站的水庫大壩高185m，大壩上、下游的水位差最高可達(dá)113m，巨大的落差有利于生產(chǎn)可觀的電力，但也帶來了航運(yùn)方面的問題．解決這個問題的途徑就是修建船閘（如圖所示）．

（1）工程師將攔河大壩設(shè)計成下寬上窄的形狀，主要是：液體密度相同時，液體壓強(qiáng)隨深度增加而增大；水力發(fā)電站要想發(fā)出更多的電來，就要儲存更多的水，將水位提升的更高，也就是盡量使水的重力勢能更大（選填“動能”、“重力勢能”或“彈性勢能”）．
（2）如圖丙中，在深為10m的水下，面積為1.5m²的閥門B受到水的壓力至少為多大？

Answer 1

分析 （1）液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)；液體的壓強(qiáng)隨深度增加而增大；
重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量和高度，質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大；物體下落時重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，重力勢能減小，動能增大；
（2）已知深為10m的水下，利用液體壓強(qiáng)公式p=ρgh得到閥門B受到水的壓強(qiáng)；又知道受力面積，利用F=ps求出閥門B受到水的壓力．

解答 解：（1）因?yàn)樗�的壓�?qiáng)隨深度增加而增大，所以攔河大壩之所以修成“上窄下寬”的形狀，可以承受更大的壓強(qiáng)．
攔河壩為了提高上游水位，質(zhì)量一定，高度越高，水的重力勢能越大，水下落時轉(zhuǎn)化為的動能越大，帶動水輪機(jī)轉(zhuǎn)動，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為的電能越多．
（2）閥門B所處的深度：h=10m，
閥門B受到水的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×10m=9.8×10⁴Pa，
由p=$\frac{F}{S}$，可得，
閥門B受到水的壓力：
F=pS=9.8×10⁴Pa×1.5m²=1.47×10⁵N．
故答案為：（1）液體密度相同時，液體壓強(qiáng)隨深度增加而增大；重力勢能；
（2）面積為1.5m²的閥門B受到水的壓力至少為1.47×10⁵N．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對液體壓強(qiáng)特點(diǎn)、液體壓強(qiáng)公式、重力勢能的影響因素的掌握和運(yùn)用，知識點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，要求靈活運(yùn)用所學(xué)公式．