Question

8．葛洲壩水利樞紐工程是一項(xiàng)綜合利用長江水利資源的工程，具有發(fā)電、航運(yùn)、泄洪、灌溉等綜合效益．?dāng)r河大壩使上游的水位升高，提高水的重力勢(shì)能，水從大壩的上游流下時(shí)沖擊水輪機(jī)發(fā)電，水的重力勢(shì)能最終轉(zhuǎn)化為電能．
（1）為了航運(yùn)和發(fā)電互不影響，人們?cè)诟鹬迚紊闲藿�了船閘完成航運(yùn)．船閘是利用連通器的原理工作的．水從大壩的上游流下時(shí)沖擊水輪機(jī)發(fā)電的過程中，機(jī)械能的轉(zhuǎn)化過程是：重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．
（2）小明要到葛洲壩去旅游，于是提前從資料中獲知，葛洲壩水電站攔河壩高70m，上游水位60m，則壩底受到水的壓強(qiáng)多大？
（3）瑞士的大笛克桑斯大壩（如圖）高285m，對(duì)比我國葛洲壩水電站的攔河壩高．有人說前者水的重力勢(shì)能比后者的大，能夠這樣簡單地得出結(jié)論嗎？說出你的理由．

Answer 1

分析 （1）上端開口，底部連通的儀器叫連通器，連通器內(nèi)盛有一種液體，并且不流動(dòng)時(shí)，各容器內(nèi)的液面是相平的；動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量和速度．質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大．重力勢(shì)能大小的影響因素：質(zhì)量和高度．質(zhì)量越大，高度越高，重力勢(shì)能越大．
（2）已知上游水位60m，利用p=ρgh可求得壩底受到水的壓強(qiáng)．
（3）物體的動(dòng)能與物體質(zhì)量和速度有關(guān)，物體重力勢(shì)能與物體質(zhì)量和高度有關(guān)，物體的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和是物體的機(jī)械能．

解答 解：（1）打開船閘的一端，船閘里的水位逐漸與外面相等，外面的船就可以開進(jìn)船閘．然后把這一端船閘關(guān)閉．然后打開另一端的船閘，船閘里的水位逐漸與外面相等．船就可以開到另一端去，故利用了連通器，
水從上游流下來時(shí)水的重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；
（2）由題意知：水的深度為h=60m，則壩底受到水的壓強(qiáng)為：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×60m=6×10⁵Pa；
（3）不能．因?yàn)樗畮熘兴�的重力�?shì)能大小與水的質(zhì)量和高度有關(guān)，雖然大笛克桑斯大壩比葛洲壩攔河壩高，但我們并不知道水庫中水量的多少，所以不能簡單地得出結(jié)論．
故答案為：（1）連通器；重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；（2）壩底受到水的壓強(qiáng)為6×10⁵Pa；
（3）不能．因?yàn)樗畮熘兴�的重力�?shì)能大小與水的質(zhì)量和高度有關(guān)，雖然大笛克桑斯大壩比葛洲壩攔河壩高，但我們并不知道水庫中水量的多少，所以不能簡單地得出結(jié)論．

點(diǎn)評(píng) 此題考查連通器原理，動(dòng)能、動(dòng)能與勢(shì)能大小的影響因素，液體壓強(qiáng)的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，是一道綜合性較強(qiáng)的題目．