客轮可以用两种方式通过三峡大坝.
(1)方式一,让客轮逐级通过五级梯级船闸:如图所示,当下游客轮进入闸室,关闭闸门B后,先应关闭阀门______,再打开阀门______,待闸室内水位稳定后,打开闸门A,让客轮行驶至上一级闸室.该船闸利用了______原理.
(2)方式二,3000吨以下的客轮可用升船机直接垂直提升至上游:让客轮驶入升船机承船厢,关闭厢门,用升船机将承船厢直接提升至上游,打开厢门,让客轮驶出船厢.如果该承船厢长100m,宽20m,自重1000t,承船厢中的水4000t,客轮质量2000t,大坝上游比下游水位高100m,则升船机提升承船厢运送该客轮至少要做多少功?该客轮在承船厢中的吃水深度小于多少?
答案:
分析:(1)船闸的工作原理:客船从上游到上游,首先打开下游和闸室的阀门,下游和闸室构成了连通器,等到水位相平时,打开闸门,客船从下游到闸室.然后打开上游和闸室的阀门,使闸室和上游的水位相平,打开闸门,客船从闸室进入上游.这是利用了连通器的原理.
(2)由承船厢的自身质量、其中水的质量、进入的客船的质量之和,求出总重,又知道提升的高度,根据W=Gh,求出升船机提升承船厢运送该客轮做的功.
(3)根据漂浮条件,求出客船排开水的体积,再求出承船厢中水的体积,两者之和等于吃水深度与承船厢底面积的乘积.
解答:解:(1)让客轮逐级通过五级梯级船闸:如图所示,当下游客轮进入闸室,关闭闸门B后,先应关闭阀门B,闸室和下游水截断,再打开阀门A,闸室和上游构成连通器,待闸室内水位稳定后,打开闸门A,让客轮行驶至上一级闸室.该船闸利用了连通器的原理.
故答案为:B;A;连通器.
(2)G=mg=(4×106kg+2×106kg+1×106kg)×10N/kg=7×106kg×10N/kg=7×107N,
W=Gh=7×107N×100m=7×109J,
为保证客轮安全驶入、驶出承船厢,该客轮吃水深度必须小于承船厢内水位深度.
船漂浮在水面上,F浮=G船,则m排=m船=2×106kg,
船排开水的体积为:V排===2×103m3,
V水===4×103m3,
客轮在承船厢中的吃水深度:
h水===3m.
答:升船机提升承船厢运送该客轮至少要做7×109J功;该客轮在承船厢中的吃水深度小于3m.