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龙滩水电站位于红水河上游的河池市天峨县境内.该水电站堪称世界级工程,建成后正常蓄水位400m,最大坝高216.5m,装机容量630万千瓦.(g=10N/kg)
(1)如图是大坝的截面图,大坝被建成“上窄下宽”的形状,主要是考虑到水对坝体侧面有 ______,并且随深度的增加而 ______
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(2)若坝内水的密度为1.0×103kg/m3,求水深120m处大坝受到的压强.
(3)某兴趣小组积极响应今年世界环境日的中国主题:“减少污染--行动起来”的号召,进行了一次“龙滩库区洪水期水质调查”的实践活动.通过活动,发现龙滩电站水库对改善水质具有重要的作用.在实际测量中,他们将一根质量为100g的圆柱棒(下端密度较大)放入从大坝附近取来的水样中,该棒恰好竖直漂浮,测得棒浸入水样中的长度为总长的3/4.然后将该棒放入从距大坝150km处的上游库区取来的水样中,棒仍竖直漂浮,测得棒浸入该水样中的长度为总长的5/8.求该棒在坝区附近的水样中所受的浮力和距大坝150km处水样的密度.(大坝附近的水样密度约为1.0×103kg/m3
答案:
分析:(1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体的压强随深度增加而增大压强增大; (2)根据液体压强计算公式即可求解; (3)求浮力可根据漂浮时浮力与重力相等这一等量关系,求出该棒的重力,即为浮力. 因为棒在这两样水中都是漂浮的,所以所受的浮力相等.根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,已知棒在这两样水中的V排关系和大坝附近的水样密度,就可以列出一个方程求解出距大坝150km处水样的密度. 解答:解:(1)由液体压强特点可知:液体对容器底和侧壁都有压强,液体的压强随深度增加而增大.那么大坝之所以要建成“上窄下宽”的形状,主要就是考虑到水对坝体侧面有压强,并且随深度的增加而增大. 故答案为:压强,增大. (2)120m水深处的压强:P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×120m=1.2×106Pa. 答:水深120m处大坝受到的压强是1.2×106Pa. (3)把棒放入大坝附近水样中,处于漂浮状态F浮1=G棒,且排开水样的体积为:V排1=V排 棒受到的浮力F浮1=G棒=mg=100×10-3kg×10N/kg=1N 把棒放入上游水样中也处于漂浮状态,故有:F浮2=G棒=F浮1 此时排开水样的体积:V排2=V排. 则有ρ水样2g×V排=ρ水样1g×V排 所以ρ水样2=ρ水样1××=1.2×103kg/m3. 答:该棒在坝区附近的水样中所受的浮力是1N.距大坝150km处水样的密度是1.2×103kg/m3.
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