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【题目】据了解,南吕市红谷隧道的水下部分主要由12节超长距离的沉管沉放对接而成,如图所示,沉管是由钢筋混凝土制成的密闭空心长方体,其长、宽、高分别为115m、30m、8m,每根沉管的质量约为2.7万吨(说明:为方便处理,沉管模型及数据作了调整,g=10N/kg,混凝土的密度为3.0×103kg/m3
(1)求沉管在足够深的水中静止后受到的浮力
(2)将该节沉管安装在已疏浚好的水平基槽内,若基槽距水面深度为3Om,求沉管上表面受到的液体压强
(3)沉管安装完毕后,其底部与基槽密合并填埋,求此时沉管受到的浮力.

【答案】
(1)解:长方体沉管在足够深的水中静止后,受到的浮力:

FgVgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×(115m×30m×8m)=2.76×108N;

答:沉管在足够深的水中静止后受到的浮力为2.76×108N;


(2)解:由题意可知,沉管上表面所处的深度:h=30m﹣8m=22m,

则沉管上表面受到的液体压强:

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×22m=2.2×105Pa;

答:沉管上表面受到的液体压强为2.2×105Pa;


(3)解:沉管安装完毕后,其底部与基槽密合并填埋,下表面不受海水的压力,根据浮力的产生原因可知,沉管不再受水的浮力,即沉管受到的浮力为0N.

答:沉管受到的浮力为0N


【解析】(1)沉管在足够深的水中静止后,排开水的体积等于沉管的体积,利用阿基米德原理求沉管受到的浮力;(2)求出沉管上表面所处的深度,利用液体压强公式求沉管上表面受到的液体压强;(3)沉管安装完毕后,其底部与基槽密合并填埋,下表面不受海水的压力,根据浮力的产生原因,沉管不再受水的浮力.
【考点精析】本题主要考查了液体的压强的计算和浮力大小的计算的相关知识点,需要掌握液体内部压强的公式:p=ρgh ρ指密度,单位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,单位:m,压强单位(Pa) 注意:h 指液体的深度,即某点到液面的距离;浮力的公式为:F= Ggv才能正确解答此题.

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(2)在杠杆的两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,如图乙所示,并测出力臂。多次实验并把数据记录在表格中。

实验时杠杆在水平位置平衡的目的是:__________;多次实验的目的是:_______________________

(3)小明根据以上数据得出杠杆平衡的条件是:__________________________

(4)小红将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个,杠杆会___________(选填“右侧下降”或“左侧下降”)。

(5)若小明只将图乙中的杠杆左侧的两个钩码取下,要使杠杆重新在水平位置平衡,应将右侧钩码_____(说出钩码移动的方向及格数)。

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(3)测出L1两端的电压后,小明断开开关,准备拆下电压表,改装在B、C之间,小聪认为小明的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小聪的办法是否正确?答:____________

(4)测量完成后,进行小组交流讨论,如表选录了4个小组的数据,你认为这些数据是否合理?请说明理由。答:_______________________________

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