如图20所示是水库大坝闸门开闭装置示意图,设闸门为高5m,底面积0.

如图20所示是水库大坝闸门开闭装置示意图,设闸门为高5m,底面积0.6m2的长方体,用密度为8´103kg/m3的合金材料制成。某时刻,闸门浸入水中深度为4m,且不触底,闸门顶端挂在与电动机相连的动滑轮下处于静止状态,(钢缆和滑轮的重力、轮与轴间的摩擦、闸门与固定滑轨的摩擦、水库水位的变化均不计,g10N/kg

求:(1)闸门所受的重力。

2)闸门底部受到水的压强。

3)浸入水中深度为4 m时电动机对钢缆的拉力为F1,当闸门由上述位置以0.2m/s的速度在水中匀速上升5s时,电动机对钢缆拉力为F2,计算F1F2的比值。

答案

1G=ρVg=8×103 kg/m3×0.6 m2×5 m×10N/kg =2.4×105N…………………

2p=ρgh=1×103 kg/m3×10N/kg×4 m=4×104Pa………………………

3F1gV1,钢缆拉力F1=G-F1/4………………………

t=5s时,s=vt=0.2m/s×5s=1 m闸门浸在水中的深度h’=3m……………

 F2gV2   钢缆拉力F2=G-F2/4

……

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