Question

20．運用知識解決問題：

（1）圖1當輪船從上游向下游行駛時，應先打開閥門A，使閘室水位與上游水位相平，再打開上游閘門，船由上游進入閘室．
（2）如圖2，木塊飄在水面上靜止，請在圖中畫出木塊所受力的示意圖．
（3）如同3所示的輕質杠桿AB，OA=20cm、OB=40cm．物體M的所受重力為240N．葉子姐姐在B端施加100N的力使杠桿水平平衡，則此時物體M受到水平面的支持力F_N=40N．

Answer 1

分析 （1）船閘的工作原理：客船從上游到上游，首先打開下游和閘室的閥門，下游和閘室構成了連通器，等到水位相平時，打開閘門，客船從下游到閘室．然后打開上游和閘室的閥門，使閘室和上游的水位相平，打開閘門，客船從閘室進入上游．這是利用了連通器的原理
（2）木塊漂浮，木塊受到重力和浮力作用，是一對平衡力；重力和浮力的作用點均在木塊的重心上，重力方向豎直向下，浮力方向豎直向上；
分別用一條帶箭頭的線段把重力、浮力的大小、方向、作用點表示出來．
（3）由杠桿平衡條件求出繩子對M的拉力，然后由平衡條件求出地面對M的支持力．

解答 解：（1）如圖1所示，當輪船從上游向下游行駛時，應先打開閥門A，使閘室水位與上游水位相平，再打開上游閘門，船由上游進入閘室．
（2）由于木塊漂浮，木塊受到的浮力F_浮=G=mg=5kg×9.8N/kg=49N，重力從重心豎直向下畫，浮力從重心豎直向上畫，注意兩個力的長度相等，如圖所示：

（3）由杠桿平衡條件得：T×OA=F×OB，即：T×20cm=100N×40cm，解得：T=200N，
地面對M的支持力：F_M=G-T=240N-200N=40N，
故答案為：（1）閥門A；（2）如上圖：（3）40．

點評 掌握連通器的原理：連通器中裝有同種液體時，液體靜止時，液面相平．會利用連通器原理解釋船閘的工作原理．杠桿的平衡條件的掌握和運用，因條件已給出，難度不大