港珠澳大桥由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成,工程完成后,从香港到珠海三个多小时的车程缩短到半个多小时.(海水密度ρ=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)海底隧道长5.7km,设计时速为100km/h,求汽车通过隧道所用的时间(汽车长度忽略不计).
(2)海底隧道是我国首条超大型深埋沉管隧道,实际安装水深45m,求在海底作业的工人承受的海水压强.
(3)海底隧道由33节水泥沉管在海底对接而成,每节沉管长180m,宽38m,高11.4m,约8×104t(按8×104t计算),如图所示,求每节沉管受到的重力.
(4)将如此巨大的沉管直接放入船中运输十分困难,请利用学过的浮力知识,给海水中运输沉管提出一个建议.
(1)知道车的速度和路程,利用速度的计算公式分析即可判断;
(2)据液体内部压强的计算公式:p=ρgh计算即可;
(3)据G=mg计算即可得出答案;
(4)开放性试题,答案有多种,如将沉管放入水中用船拖行;将沉管两端暂时密封,放入水中,用船拖行;在水泥沉管上捆绑一些空心密闭的金属箱,用船拖行等.
【解答】解:(1)汽车通过隧道所用的时间:
v=可知:
t==
=0.057h;
(2)工人承受的海水压强:
p=ρgh=1030kg/m3×10N/kg×45m=4.635×105Pa;
(3)每节沉管受到的重力:
G=mg=8×104×1000kg×10N/kg=8×104N;
(4)将如此巨大的沉管直接放入船中运输十分困难,可以将沉管放入水中用船拖行.
故答案为:(1)海底隧道长5.7km,设计时速为100km/h,求汽车通过隧道所用的时间为0.057h.
(2)海底隧道是我国首条超大型深埋沉管隧道,实际安装水深45m时在海底作业的工人承受的海水压强4.635×105Pa.
(3)每节沉管受到的重力是8×104N.
(4)将如此巨大的沉管直接放入船中运输十分困难,可以将沉管放入水中用船拖行;
【点评】此题考查了速度公式的应用、液体压强的计算、重力的计算等知识点,是一道综合题,但难度不大.