Question

15．據(jù)消息稱，武漢及長江中上游地區(qū)制造的“大型重器”，將取道陽邏港運往世界各地．目前，武漢陽邏港通用碼頭投入試運營，這也是長江中上游承載能力最高的重件碼頭，如圖所示．
（1）陽邏港通用碼頭上正將質(zhì)量為280t 的1節(jié)列車車廂吊至貨船．轉(zhuǎn)運列車車廂的平板貨車安裝有很多車輪，這是為了減小壓強．
（2）將該車廂從平板貨車被吊起5m的過程中，此時塔吊對車廂做功至少為1.4×10⁷ J；隨后水平移動車廂10m，該過程中塔吊對列車車廂做的功為0 J．
（3）將列車車廂吊裝到貨船上，貨船排開水的體積將增大280m³．

Answer 1

分析 （1）減小壓強的方法：在壓力一定時，增大受力面積來減小壓強．在受力面積一定時，減小壓力來減小壓強．
（2）知道車廂的質(zhì)量，利用G=mg求車廂重力，再利用W=Gh求塔吊將車廂提升5m做的功；水平移動車廂時，在拉力的方向上沒有移動距離，塔吊對列車車廂不做功．
（3）將列車車廂吊裝到貨船上，貨船受到浮力增大值等于車廂重力，利用阿基米德原理求排開水的體積增大值．

解答 解：
（1）平板貨車安裝有很多車輪，是在壓力一定時，增大受力面積減小車對地面的壓強，保護路面．
（2）車廂的質(zhì)量m=280t=2.8×10⁵kg，
G=mg=2.8×10⁵kg×10N/kg=2.8×10⁶N；
塔吊將車廂提升5m做的功：
W=Gh=2.8×10⁶N×5m=1.4×10⁷J；
隨后水平移動車廂10m，該過程中，在拉力的方向上沒有移動距離，塔吊對列車車廂不做功，即做功為0J．
（3）將列車車廂吊裝到貨船上，貨船受到浮力增大值：
△F_浮=G=2.8×10⁶N，
由F_浮=ρ_水V_排g得排開水的體積增大值：
△V_排=$\frac{△{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2.8×1{0}^{6}N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=280m³．
故答案為：（1）減小壓強；（2）1.4×10⁷；0；（3）280．

點評 本題為力學(xué)綜合題，考查了減小壓強的方法、重力和功的計算、力是否做功的判斷以及阿基米德原理的應(yīng)用，雖知識點多、綜合性強，但都屬于基礎(chǔ)，難度不大．