Question

1．我國(guó)幅員遼闊，水資源豐富，地勢(shì)呈階梯狀分布，這為開(kāi)發(fā)利用水能源提供了十分有利的條件，修建水庫(kù)是開(kāi)發(fā)利用水能的基礎(chǔ)建設(shè)．
（1）我國(guó)的地勢(shì)特點(diǎn)是什么？
（2）水庫(kù)大壩總是建成下寬上窄的梯形，其橫截面積如圖所示，試說(shuō)明建成這種形狀的物理道理．
（3）舉世矚目的三峽工程歷經(jīng)近十年的艱辛努力，終于在2003年6月1日下閘蓄水，6月16日水位將達(dá)到海拔135米，此時(shí)壩前水位將抬高55米，求：此次蓄水，水對(duì)壩底所增加的壓強(qiáng)．
（4）一艘輪船的船底在過(guò)三峽船閘時(shí)不小心被撞了一個(gè)洞，洞口的面積為10cm²，用來(lái)堵洞的堵塞物受到的水壓力為25N，求洞口在水下的深度．

Answer 1

分析 （1）中國(guó)地勢(shì)西高東低，呈三級(jí)階梯分布．第一階梯和第二階梯的分界山脈是昆侖山脈、祁連山脈、橫斷山脈一線，第二階梯和第三階梯的分界山脈是大興安嶺、太行山、巫山、雪峰山一線．
（2）液體的壓強(qiáng)跟液體的深度和密度有關(guān)．在液體的密度一定時(shí)，液體越深，液體的壓強(qiáng)越大．
（3）已知水位抬高55米，根據(jù)公式p=ρgh計(jì)算水底所增加的壓強(qiáng)．
（4）知道堵塞物受到水的壓力和洞口的面積，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出堵塞物受到水的壓強(qiáng)，再根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh求出洞口在水下的深度．

解答 解：（1）中國(guó)地勢(shì)的特點(diǎn)是：西高東低，呈三級(jí)階梯分布．
（2）由于液體受到重力作用，且具有流動(dòng)性，所以液體對(duì)容器底和容器側(cè)壁有壓強(qiáng)，并且液體的壓強(qiáng)隨深度增加而增大，即越往下面，液體內(nèi)部壓強(qiáng)越大，故攔河大壩的修建成上窄下寬的梯形，增大了對(duì)水的壓強(qiáng)的承受力．
（3）此次蓄水，水對(duì)壩底所增加的壓強(qiáng)：
△p=ρg△h=1.0×10³kg/m³×10N/kg×55m=5.5×10⁵Pa．
（4）堵塞物受到水的壓強(qiáng)：
p′=$\frac{F}{S}$=$\frac{25N}{10×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2.5×10⁴Pa；
因?yàn)閜=ρ_水gh，
所以，洞口在水下的深度：
h=$\frac{p′}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2.5×1{0}^{4}Pa}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2.5m．
答：（1）我國(guó)的地勢(shì)特點(diǎn)是西高東低，呈三級(jí)階梯分布；
（2）由于液體受到重力作用，且具有流動(dòng)性，所以液體對(duì)容器底和容器側(cè)壁有壓強(qiáng)，并且液體的壓強(qiáng)隨深度增加而增大，即越往下面，液體內(nèi)部壓強(qiáng)越大，故攔河大壩的修建成上窄下寬的梯形，增大了對(duì)水的壓強(qiáng)的承受力；
（3）水對(duì)壩底所增加的壓強(qiáng)為5.5×10⁵Pa．
（4）洞口在水下的深度為2.5m．

點(diǎn)評(píng) 本題考查液體壓強(qiáng)的計(jì)算和液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)，知道液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)，并能利用液體內(nèi)部壓強(qiáng)的知識(shí)解釋問(wèn)題是解決該題的關(guān)鍵．計(jì)算過(guò)程要注意單位的換算．