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连接南通和苏州的苏通长江大桥是当今世界最大跨径的斜拉桥.
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(1)大桥有两个主塔,每个主塔桥墩的墩下由131根120m的混凝土桩组成,这是世界上规模最大、入土最深的桥梁桩基础,一根长120m、横截面积为6m2的混凝土桩灌注了
 
t混凝土(混凝土的密度为5×103kg/m3
(2)大桥主桥长8146m,若汽车以72km/h的速度匀速通过主桥需要
 
s;
(3)大桥在水下施工时,要向江中沉放大量的施工构件,假设一边长2m的正方体被缓缓吊入水中(如图甲所示)在沉入过程中,其下表面到水面的距离为h,随着h的增大,钢绳拉力F、物体所受浮力F的变化如图乙所示.图中反映F随h变化的图线是
 
(填序号);根据图中信息,计算出该物体的重力(江水的密度为1.0?103kg/m3,g取10N/kg)
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(4)小明在参观大桥工地时,发现江中心与江岸边水流速度不同,岸边水流速度几乎为零,离岸远一点的地方水流速度较大,小明想:河水流速与到岸的距离有什么关系呢?
他邀请爸爸一起探究这个问题,他们设计了如图丙所示的两端开口的L形玻璃管,进行了如下实验:
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(a)先在实验室模拟实验,将两端开口的L形玻璃管的水平部分置于水流中,竖直部分露出水面,当水流以速度υ正对L形玻璃管的水平部分开口端匀速流动时,管内外液面的高度差为h.改变水流速度υ的大小,分别测出与υ对应的h值,将数据记录在下表中
根据表中数据反映的规律可知,当h为225mm时对应的水流速度为
 
m/s.
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
v/m.s-1 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
h/mm 0 16 64 144 256 400 576
(b)再到江边进行实地测量,你认为他们要测量的物理量是:
 

实验中,测量点江水浑浊,流向不定,怎样才能保证L形玻璃管的水平部分开口端正对着水流呢?请你帮小明想一个判断的方法.(不添加其他实验器材)
 
分析:(1)求质量利用密度公式;
(2)求时间利用速度公式计算;
(3)利用阿基米德原理求重力和判断反映F随h变化的图线;
(4)a利用表中的数据计算;
b测量点到河岸的距离x,对应的竖直管中高出液面的水柱h;观察竖直管中高出液面的水柱的高度变化;
解答:解:(1)由ρ=
m
v
得m=ρv=5×103kg/ m3×120m×6m2=3.6×106kg=3.6×103t

(2)由v=
s
t
得t=
s
v
=
8146m
20m/s
=407.3s

(3)由图可知,物体在浸入水中的过程是排开的水的体积变大,所以浮力逐渐变大,
当物体浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变;因此图中反映F随h变化的图线是②;
由图可知,当物体浸没后所受的拉力
F=FgV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(2 m)3=8.0×104 N  
物体浸没后,在缓缓沉入的过程中,所受的拉力与浮力大小之和等于物体的重力. 
G=F+F=2×8.0×104 N=1.6×105 N.
(4)(a)水流速度为1.5m/s时的高度为h=
256-144
4
×3+144= 228
mm; 当h为225mm时对应的水流水的约等于1.5m/s
(b)测量点到河岸的距离x,对应的竖直管中高出液面的水柱h  
在同一测量点上,多次旋转下管口,管内高出液面的水柱h最大时,说明L形玻璃管的下口正对着水流.
答:(1)3.6×103;(2)407.3;
(3)2,该物体的重力是1.6×105 N;
(4)(a)1.5;(b)测量点到河岸的距离x,对应的竖直管中高出液面的水柱h;
在同一测量点上,多次旋转下管口,管内高出液面的水柱h最大时,说明L形玻璃管的下口正对着水流.
点评:本题涉及的知识点多,需要学生灵活的运用相应的知识处理,计算.
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1800
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t混凝土(混凝土的密度为2.5×103kg/m3

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