Question

閱讀材料后回答：
材料一：塔底水利水電樞紐工程是2006年浙江省重點建設項目，壩址位于衢江區樟潭鎮，見圖（甲）；工程建攔河橡膠壩1座，壩長425米，分5跨．每只壩袋高5.25米，長為84米；壩袋的基本結構和橫切面見圖（乙）（壩袋可視作柱形容器）．該工程以水電開發（年發電量6314萬千瓦時）和改善衢州城區水環境為主，兼顧航運和改善灌溉條件等綜合開發利用．同時，衢江水位的升高和兩岸的建設，使衢州城市的生活環境更加優越．

材料二：修建攔河大壩，并不是把壩體建成上下一般寬的矩形，也不是建成上寬下窄的梯形，而總是建成上窄下寬的梯形．因為這樣的建筑形狀，不論是從壓強的角度來考慮，還是從浮力的角度來考慮，都有它的道理和優點．見圖所示．

材料三：橡膠壩是隨著高分子合成材料工業發展而出現的一種新型水上建筑物，有高強度帆布做強力骨架，形成一個筒狀密封袋，錨固在壩基上，旱季橡膠壩袋內充水（或氣），以滿足工農業及生活用水需要，雨季泄出壩袋內的水（或氣）而不影響河道瀉洪．目前，橡膠壩已被廣泛應用于灌溉、發電、防洪和城市美化環境．
仔細閱讀上面的材料，分析回答下列問題：
（1）把攔河大壩的修建成上窄下寬的梯形，究竟有什么樣的道理，試從壓強和浮力兩個角度予以簡述．
（2）若壩袋內部的橫截面積為40米²，請計算每只壩袋最多可充水多少千克？
（3）若每只壩袋的自重為20噸，壩袋與壩基接觸寬度為10米，那么充滿水的壩袋對壩基的壓強為多少？（g取10牛/千克）
（4）從環境保護和資源利用角度分析，建設水壩的意義是______．

Answer 1

【答案】分析：液體的壓強跟液體的深度和密度有關．在液體的密度一定時，液體越深，液體的壓強越大．
壓強大小跟壓力大小和受力面積大小有關．在受力面積一定時，減小壓力來減小壓強；在壓力一定時，減小受力面積來減小壓強．
知道橫截面積和長度，求出水的體積，求出水的質量．
求出壩袋和水的總重，求出壩底的受力面積，根據壓強公式求出壓強．
建設水壩能減輕洪災和旱災；改善局部氣候條件；開發利用小水電．
解答：解：（1）液體密度一定時，液體壓強隨深度的增加而增大，攔河大壩的修建成上窄下寬的梯形，增大對水產生的壓強的承受力．
大壩的質量減小，減小對河床的壓力，減小對河床的壓強．
大壩只受到水對大壩向下的壓力作用，沒有受到水對大壩向上的壓力作用，所以大壩不受水的浮力作用．
故答案為：（1）增大對水產生的壓強的承受力和減小對河床的壓強；大壩不受浮力作用．
（2）水的體積為：V=Sl=40m²×84m=3360m³，
水的質量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×3360m³=3.36×10⁶kg．
答：每只壩袋最多可充水3.36×10⁶千克．
（3）壩底的受力面積為：S=al=10m×84m=840m²，
壩底受到的壓強為：
p=====4.02×10⁴Pa．
答：充滿水的壩袋對壩基的壓強為4.02×10⁴帕．
（4）旱季橡膠壩袋內充水（或氣），以滿足工農業及生活用水需要，雨季泄出壩袋內的水（或氣）而不影響河道瀉洪．該工程以水電開發和改善衢州城區水環境為主．
故答案為：減輕洪災和旱災；改善局部氣候條件；開發利用小水電．
點評：大壩給人們的生活帶來很多的好處，其中包含了很多的物理知識，考查了壓強、密度、體積、面積、質量等計算．
對于給定的材料，一定要認真閱讀材料，從材料中搜尋有用信息．
本題值得注意的是：大壩不受水的浮力作用．