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【題目】(10分)在建的楊泗港長江大橋是武漢市第十座長江大橋,大橋的兩個橋塔均為鋼沉井基礎,其中2號橋塔的鋼沉井在距橋位上游20公里的工廠拼裝完成后,采用氣囊法整體下水,是世界上同類方法下水質量最大的鋼沉井。(ρ江水=1.0×103kg/m3,ρ=7.9×103kg/m3

(1)如圖甲所示,在鋼沉井的底部兩側塞滿氣囊,松開固定的鋼沉井的鋼索后,鋼沉井便順著傾斜的江灘滑入水中。鋼沉井入水后能自己滑行數(shù)百米,這是由于 。托在鋼沉井底部的氣囊充氣成圓筒狀是為了

(2)鋼沉井下水后,依靠拖船將其拖行至指定位置。當拖船對鋼沉井輸出的總功率為5000Kw時,1min內將鋼沉井勻速拖行了120m,試估算這段時間內江水對鋼沉井的阻力。

(3)工人們將鋼板焊接成有18個大小相同的方形孔的鋼沉井,其俯視圖如圖乙所示。鋼沉井的長、寬和高分別為77m、40m和23m,質量為6225t。經測算,這樣的鋼沉井自行滑入江中穩(wěn)定后,水面下的高度會達到7.5m。為了讓鋼沉井在江中被拖行時能順利通過一些淺灘,下水前用質量為31t的鋼板在鋼沉井底部將一些方形孔密封起來,使鋼沉井水面下的高度降到了3.2m。請求出鋼沉井底部被密封的方形孔的個數(shù)。

【答案】(1) 慣性 減小摩擦阻力(2)2.5×106N(3)9

【解析】

試題分析:(1) 物體保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質,稱為慣性,鋼沉井入水后能自己滑行數(shù)百米,這是由于慣性;托在鋼沉井底部的氣囊 充氣成圓筒狀是為了減小摩擦阻力,使鋼沉井順著傾斜的江灘更容易滑入江中。

(2)υ=S/t=120m/1×60s= 2m/s

因為拖船將鋼沉井勻速拖動,所以鋼沉井在水平方向上手平衡力作用,即f = F;又由P=W/t=FS/t=Fv;公式變形得f=F = P/υ=5000×1000W/2m/s=2.5×106N

(3)S鋼沉井=77m×40m=3080m2

G鋼板= mg=31×103kg×10N/kg=3.1×105N

G 鋼沉井=mg=6225×103kg×10N/kg=6.225×107N

密封前F浮1gSh1=G鋼沉井

代入數(shù)據(jù)1.0×103kg/m3×10N/kg×S×7.5m=6.225×107N;解得S=830m2

每個孔的面積S= (S鋼沉井-S)/18=125m2;

密封后F浮2gS h2=G鋼沉井+G鋼板

帶入數(shù)據(jù)1.0×103kg/m3×10N/kg×S×3.2m=6.225×107N+3.1×105N;解得S=1955m2;

密封的方孔個數(shù)n=(S-S)/S=(1955m2-830m2)/125m2=9;

練習冊系列答案
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(1)實驗時從光屏前不同的方向都能看到光的傳播路徑,這是因為光在光屏上發(fā)生了 (填“鏡面”或“漫”)反射.

(2)若將F板向后折轉一定的角度,則在F板上 (填“能”或“不能”)看到反射光,此時,反射光 (填選“在”或“不存在”).由此可知,反射光線和入射光線 (填“在”或“不在”)同一平面內

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