三峡双线五级船闸规模举世无双,是世界上最大的船闸。它正常蓄水位为海拔175米高程,坝下通航最低水位62米高程,船闸上下落差达113米左右,相当于40层楼房的高度。现有一艘排水量为3000吨的轮船要由下游通过船闸到达上游,设每级闸室落差均为22米,如图所示。g=10N/kg,求:
的有关信息介绍如下:
(1)轮船排开水的重:
G排=m排g=3×106kg×10N/kg=3×107N,
轮船受到的重力:
G=F浮=G排=3×107N;
(2)阀门B上的压强差:
△p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×22m=2.2×105Pa;
由p=$\frac{F}{S}$可得,阀门B上10cm2的面积上受到两侧水的压力差:
△F=△pS=2.2×105Pa×10×10-4m2=220N;
(3)此过程浮力对船做的功:
W=F浮h=3×107N×22m=6.6×108J;
(4)轮船在提升的过程中,上游有大量的水进入闸室,水的重力势能减小,轮船的重力势能增大。
答:(1)轮船受到的重力是3×107N;
(2)阀门B上10cm2的面积上受到两侧水的压力差是220N;
(3)将轮船由某级闸室提升到下一级闸室的过程中,浮力对轮船所做的功是6.6×108J;
(4)轮船在提升的过程中,上游有大量的水进入闸室,水的重力势能减小,轮船的重力势能增大。

