Question

深港人民盼望已久的深港西部通道--深圳湾公路大桥主体工程已于今年1月正式贯通，将于年内投入使用（假定桥面平直）．
（1）支撑桥梁的桥墩是否受到水的浮力？______．
（2）某远洋货轮船体高度恰好能通过珠江上的虎门大桥，问该船能否通过深圳湾公路大桥？（假设两桥水面到桥面底部的高度相同）______．
（3）如大桥通车后，一辆速度为80km/h的汽车，在桥面上做匀速运动，15分钟即可通过，求大桥大约多长？
（4）若该汽车重为3.6×10⁴N，汽车受到的阻力为车重的0.2倍，求汽车的牵引力做了多少功？

Answer

要解决本题，必须掌握：（1）利用浮力产生的原因，液体和气体对进入的物体有竖直向上的托力来判断；
（2）不论货船在海里还是在河里，都是漂浮，由浮沉条件可知F海水=F河水，再利用公式F浮=ρgv即可判断；
（3）根据公式s=vt计算路程的大小；
（4）由于汽车做匀速，根据二力平衡的条件可知，牵引力和阻力相等，求出牵引力的大小，再根据公式W=Fs计算出牵引力做的功．
【解析】
（1）物体所受浮力方向竖直向上，大小等于上下表面的压力差．因桥墩下部埋入泥中很深与泥土接壤，下部没有产生竖直向上托力的水，所以支撑桥梁的桥墩所受到的浮力为0．
（2）远洋货轮不论是在海里还是在河里，且自身的重力没变，
根据公式物体的浮沉条件可知：G=F浮海=F浮河，
又因海水的密度大于河水的密度，即ρ海水＞ρ河水
根据公式F浮=ρgV排可知，
该货轮在河水中的V排比海水的V排大，即在河水中露出的高度比海水中露出的高度小，
所以货轮船能通过珠江上的虎门大桥，不能通过深圳湾公路大桥；
（3）s=80km/h×h=20km；
（4）因汽车在桥面上做匀速运动，由二力平衡的条件可知：
F=0.2G=0.2×3.6×104N=7.2×103N
所以，W=Fs=7.2×103N×20×103m=1.44×108J
答：（1）不受浮力；（2）不能；（3）大桥大约多长20km；（4）汽车的牵引力做了功为1.44×108J