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