某“雙向四車道”橋樑(每個方向有兩條車道)的設計圖如圖所示.橋墩長和寬均為1m,高為10m的長方體.(1)若每...
問題詳情:
某“雙向四車道”橋樑(每個方向有兩條車道)的設計圖如圖所示.橋墩長和寬均為1m,高為10m的長方體.
(1)若每一塊橋板的體積為80m3,橋板材料的密度為2.5×103kg/m3,則一塊橋板的重力為 N.橋板對每個橋墩的壓力是 N,每個橋墩受到橋面的壓強為 Pa.
(2)當橋下的水流動時,水對橋墩側面的壓強會因水的流動而變 ,水對橋墩正面的壓強會變 .當橋下的水不流動時,若水底到水面的距離為2m,橋墩底部受到水的壓強為 Pa.水對橋墩的一個側面的壓力 4×104N(選填“大於”“小於”或“等於”).
(3)四輛質量相等的貨車分別從兩個方向通過橋樑,某一時刻它們的重心恰好位於一塊橋板的處(如圖乙所示),此時A橋墩增加的壓力是B橋墩增加壓力的 倍.
【回答】
【考點】壓強的大小及其計算;液體的壓強的計算;流體壓強與流速的關係.
【分析】(1)利用ρ=計算一塊橋板的質量,利用G=mg計算其重力;橋板對橋墩的壓力等於其重力,而一塊橋板的重力由兩個橋墩承擔,據此計算橋板對每個橋墩的壓力;利用p=計算每個橋墩受到橋面的壓強;
(2)流體的壓強跟流速有關,流速越大,壓強越小,比較橋墩側面和正面的水的流速得出壓強變化;根據p=ρgh計算橋墩底部受到水的壓強;再根據p=求出橋墩浸入水中部分受到水的壓力,即可得出水對橋墩的一個側面的壓力大小;
(3)火車對橋墩的壓力等於其重力,據此分析解答即可.
【解答】解:(1)根據ρ=可得,一塊橋板的質量:m=ρV=2.5×103kg/m3×80m3=2.5×105kg,
則一塊橋板的重力:G=mg=2.5×105kg×10N/kg=2×106N,
橋板對每個橋墩的壓力:F===1×106N,
每個橋墩受到橋面的壓強:p===1×106Pa;
(2)當橋下的水流動時,橋墩側面的水流速變大,水對橋墩側面的壓強變小,橋墩正面的水流速變小,水對橋墩正面的壓強壓強變大.
橋墩底部受到水的壓強:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa;
根據p=可得,橋墩浸入水中部分受到水的壓力:F=pS=2×104Pa×2m×1m=4×104N,
橋墩上面由於沒有浸沒在水中,沒有受到水的壓力,故水對橋墩的一個側面的壓力小於4×104N;
(3)設一輛貨車的質量為m,則其重力為mg,
某一時刻它們的重心恰好位於一塊橋板的處,則A橋墩增加的壓力△FA=(1﹣)×4mg=3mg,
B橋墩增加的壓力△FB=×4mg=mg,
所以,△FA:△FB=3mg:mg=3,
即此時A橋墩增加的壓力是B橋墩增加壓力的3倍.
故*為:(1)2×106;1×106;1×106;(2)小;大;2×104;小於;(3)3.
知識點:壓強和浮力單元測試
題型:實驗,探究題