Question

【題目】建設(shè)中的港珠澳大橋由橋梁和海底隧道組成，隧道由一節(jié)一節(jié)用鋼筋混凝土做成的空心沉管連接而成，如圖所示，建造隧道時，現(xiàn)將沉管兩端密封，如同一個巨大的長方體空心箱子，然后讓其漂浮在海面上，向其內(nèi)部灌水使之沉入海底．

設(shè)某一節(jié)密封的長方體沉管的長、寬、高分別是180m，35m，10m，總質(zhì)量為6×107kg．（海水的密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

（1）漂浮在海面上的密封沉管，在灌水前受到的浮力F浮=___N．

（2）在對密封沉管灌水使其下沉過程中，其下表面受到海水的壓強大小將___，當(dāng)密封沉管上表面剛好水平浸沒在海水中時，注入的海水至少為____kg，此時其下表面受到海水的壓力等于_____N．

（3）當(dāng)密封沉管灌水下沉到海底后，將其下半部分埋入海底的泥沙中，再將灌入其中的海水全部抽出，此時空心密封沉管不會再上浮，請應(yīng)浮力的知識來解釋其原因．答：______________________________．

Answer 1

【答案】 6×108 變大 3×106 6.3×108 下表面不受海水的壓力，根據(jù)浮力的產(chǎn)生原因，沉管不再受海水的浮力

【解析】漂浮在海面上的密封沉管，受到的浮力等于其重力

（2）①在對密封沉管灌水使其下沉過程中，沉管浸在水中的深度增加，根據(jù)，其下表面受到海水的壓強將變大。

②沉管浸沒在海水中，受到的浮力為：

，

當(dāng)密封沉管上表面剛好水平浸沒在海水中時，浮力大小不變，處于懸浮狀態(tài)，

③浸沒在水中的物體受到的浮力等于上下表面的壓力差，沉管下表面受到海水的壓力F下=。

（3）當(dāng)密封沉管灌水下沉到海底后，將其下半部分埋入海底的泥沙中，下表面不受海水的壓力，根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因，沉管不再受海水的浮力，此時空心密封沉管不會再上浮。