Question

客輪可以用兩種方式通過三峽大壩。
（1）方式一，讓客輪逐級通過五級梯級船閘：如圖所示，當下游客輪進入閘室，關閉閘門B后，先應關閉閥門_______，再打開閥門_______，待閘室內水位穩定后，打開閘門A，讓客輪行駛至上一級閘室。該船閘利用了_______原理。
（2）方式二，3000噸以下的客輪可用升船機直接垂直提升至上游：讓客輪駛入升船機承船廂，關閉廂門，用升船機將承船廂直接提升至上游，打開廂門，讓客輪駛出船廂。如果該承船廂長100m，寬20m，自重1000t，承船廂中的水4000t，客輪質量2000t，大壩上游比下游水位高100m，則升船機提升承船廂運送該客輪至少要做多少功？該客輪在承船廂中的吃水深度小于多少？

Answer 1

（1）B； A； 連通器
（2）
G=mg=7×10⁶kg×10N/kg=7×10⁷N
W=Gh=7×10⁷N×100m=7×10⁹J
為保證客輪安全駛入、駛出承船廂，該客輪吃水深度必須小于承船廂內水位深度。
船漂浮在水面上，F_浮=G_船，則m_排=m_船=2×10⁶kg，船排開水的體積為V_排=m_排/ρ_水=2×10⁶kg/10³kg/m³=2×10³m³，V_水=m_水/ρ_水=4×10⁶kg/10³kg/m³=4×10³m³，h水=（V_排+V_水）/S=（2×10³m³+4×10³m³）/2000m²=3m。
或Sh_水=V_排+V_水，Sh_水=（m_水+m_排）/ρ_水，h_水=（2×10⁶kg+4×10⁶kg）/（10³kg/m3×20m×100m）=3m。