Question

如图是我市环城河航道，他将大明湖、黑虎泉、泉城广场、趵突泉、五龙潭等景点通过一条水带连接在一起，成为“一城一湖一环”中亮丽的一环．航道全长6900m，其中大明湖内东西航道长1800m，航道采用了画舫船用于水上观光，画舫船的质量是1500kg，最大承载人数为20人．
（1）画舫船满载乘客时，若每位乘客的平均质量为60kg，船所受浮力多大？
（2）若画舫船走完大明湖内东西航道用时10min，则画舫船行驶的平均速度多大？
（3）若画舫船在大明湖匀速行驶时的牵引力是2000N，则匀速走完大明湖东西航道时，牵引力做了多少功？
（4）环城河南段水面的海拔为26.45米，大明湖水面只有23.9米，落差超过了2.5米，为了在环城河南段蓄水通航，在五龙潭北、老东门桥附近分别设置了拦河坝，请说出设计人员是如何解决拦河坝的通航问题的？其物理原理是什么？

Answer 1

解：（1）船与乘客的总质量m=1500kg+60kg×20=2700kg，
船及乘客的重力G=mg=2700kg×9.8N/kg=26460N，
船在竖直方向上受向下的重力，向上的浮力，处于平衡状态，
由平衡条件得，船受到的浮力F_浮=G=26460N；
（2）船的运动时间t=10min=600s，
画舫船的速度v===3m/s；
（3）牵引力做的功W=Fs=2000N×1800m=3.6×10⁶J；
（4）在拦河坝处修建了船闸，利用了连通器原理．
答：（1）船所受的浮力是26460N．
（2）画舫船的平均速度是3m/s．
（3）牵引力做的功是3.6×10⁶J．
（4）在拦河坝处修建了船闸，利用了连通器原理．
分析：（1）船与乘客的总重力等于船所受到的浮力，先求出船的重力，然后求出浮力．
（2）已知路程与运动时间，由速度公式可以求出画舫的平均速度．
（3）已知力与路程，由功的公式可以求出牵引力做的功．
（4）建拦河坝，实现通航，利用了连通器原理．
点评：本题考查了求画舫船的浮力、速度、牵引力的功等问题，是常考问题，熟练应用速度公式、功的公式等即可正确解题．