Question

發(fā)生在山區(qū)的大地震，往往會(huì)形成很多的堰塞湖（如圖所示），這些堰塞湖隨時(shí)有潰堤的可能，嚴(yán)重的威脅著下游群眾的生命安全．若某堰塞湖湖堤底部的水深已達(dá)到55m，水的密度為1.0×l0³ kg/m³，g取10N/kg．
（1）求上述情況下湖堤底部受到的水的壓強(qiáng)．
（2）求湖堤底部一塊表面積為0.1m²的石頭受到的水的壓力．
（3）假設(shè)該湖堤底部和湖堤各部分能承受的水的最大壓強(qiáng)都是6×10⁵Pa，那么，最多還能允許水面上升多少米？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)湖堤底部的水深已達(dá)到55m，利用p=ρgh即可求出湖堤底部受到的水的壓強(qiáng)．
（2）已知物體的表面積和受到的壓強(qiáng)，根據(jù)壓強(qiáng)公式的變形式求出受到壓力的大小．
（3）根據(jù)假設(shè)該湖堤底部和湖堤各部分能承受的水的最大壓強(qiáng)都是6×10⁵Pa，利用液體壓強(qiáng)公式變形，求出湖堤底部水的最大深度為H，再減去湖堤底部的水的實(shí)際深度55m即可．

解答：解：（1）湖堤底部受到的水的壓強(qiáng)為：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×55m=5.5×10⁵Pa；
（2）∵p=

F

S

∴石頭受到的水的壓力：
F=pS=5.5×10⁵Pa×0.1m²=5.5×10⁴N．
（3）設(shè)湖堤底部水的最大深度為H，
由P_最大=ρgH，
得H=

P最大

ρg

=

6×105Pa

1.0×103kg/m3×10N/kg

=60m．
水面最多還能上升的高度為△h=H-h=60m-55m=5m．
答：（1）上述情況下湖堤底部受到的水的壓強(qiáng)為5.5×10⁵Pa．
（2）湖堤底部一塊表面積為0.1m²的石頭受到的水的壓力為5.5×10⁴N．
（3）最多還能允許水面上升5m．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)液體壓強(qiáng)計(jì)算和液體壓強(qiáng)公式的運(yùn)用，解答（3）題的關(guān)鍵是求出湖堤底部水的最大深度，再減去湖堤底部的水的實(shí)際深度，問(wèn)題可解．