Question

13．三峡升船机于2015年12月21日进行实船测试．如图所示，旅游船“长江电力”号先进入上游航道，开启活动桥、卧倒门、防撞装置、工作门后，旅游船缓慢驶入承船厢，随后承船厢内相关设施依次关闭．客轮在承船厢中，仿佛进入了一个装水的“大脚盆”，像坐电梯一样，由机械驱动承船厢下降，承船厢以0.2m/s的速度匀速下降，从上游175m水位下降至下游62m水位处，又依次开启活动桥、卧倒门、防撞装置、工作门后，旅游船缓缓驶出承船厢．
（1）升船机承船厢在下降过程中动能、重力势能和机械能怎样变化？
（2）升船机承船厢下降过程所用的时间是多少？

Answer 1

分析 （1）动能和物体的质量、速度有关；重力势能和物体的质量、高度有关；动能和势能统称为机械能；
（2）知道升降机运动的路程和速度，利用速度公式计算即可；

解答 解：（1）升船机承船厢在匀速下降过程中，质量不变，速度不变，故动能不变；同时质量不变，高度减小，重力势能减小；由于机械能等于动能和势能之和，所以承船厢的机械能减小；
（2）承船厢以0.2m/s的速度匀速下降，从上游175m水位下降至下游62m水位处，
则承船厢运动的路程是：s=175m-62m=113m；
根据v=$\frac{s}{t}$可知，承船厢运动的时间为：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{113m}{0.2m/s}$=565s；
答：（1）升船机承船厢在下降过程中动能不变，重力势能减小，机械能减小；
（2）升船机承船厢下降过程所用的时间是565s；

点评 此题考查了动能、势能和机械能的影响因素及速度的计算，是一道综合题．