Question

18．運用知識解決問題：

（1）請根據(jù)人造連通器--船閘的示意圖（如圖1），說明從下游駛向上游時船閘的工作原理．
答：當有船需要經(jīng)船閘從下游到上游時，首先要打開閥門B使下游水道和閘室構(gòu)成一個連通器，當閘室水面下降到和下游水面相平后，打開閘門，船駛?cè)腴l室．
（2）如圖2所示，O點為杠桿AB的質(zhì)點，OA：OB=2：3，物體甲和乙分別掛在杠桿A、B兩端，杠桿平衡，已知物體甲、乙的體積之比是2：1，物體甲的密度ρ_甲=6×10³kg/m³，則物體乙的密度是多少？
（3）如圖3所示，使用手壓式抽水機抽水，請在圖中畫出動力臂．

Answer 1

分析 （1）船閘是利用連通器的原理來工作的，當連通器中的液體不流動時，液面會保持相平，船閘工作過程中，閘室分別跟上游和下游形成連通器，用來調(diào)節(jié)水面落差，使船通行；
（2）知道杠桿兩邊力臂大小關(guān)系，根據(jù)杠桿平衡條件可求兩邊力的大小關(guān)系，即甲和乙的重力大小關(guān)系，又知道甲和乙的體積關(guān)系，可求二者的密度關(guān)系，又知道家的密度，可求乙的密度．
（3）力臂的概念：力臂是指從支點到力的作用線的距離；力臂的畫法：①首先根據(jù)杠桿的示意圖，確定杠桿的支點．②確定力的作用點和力的方向，畫出力的作用線．③從支點向力的作用線作垂線，支點到垂足的距離就是力臂．

解答 解：（1）當船從下游駛向船閘時，先打開閥門B，此時閘室與下游組成連通器，閘室內(nèi)的水通過閥門B流出，水面相平時，打開下游閘門，船進入閘室；
進入閘室后，關(guān)閉閥門B和下游閘門，打開閥門A，此時上游與閘室組成連通器，上游的水通過閥門A流向閘室，水面相平時，打開上游閘門，船平穩(wěn)地駛向上游，再關(guān)閉閥門A和上游閘門．
（2）根據(jù)杠桿平衡條件得：
G_甲×OA=G_乙×OB
根據(jù)G=mg、ρ=$\frac{m}{V}$可得，ρ_甲V_甲g×OA=ρ_乙V_乙g×OB，
解得：ρ_乙=$\frac{{V}_{甲}×OA}{{V}_{乙}×OB}$×ρ_甲=$\frac{2}{1}$×$\frac{2}{3}$×6×10³kg/m³=8×10³kg/m³．
（3）首先確定支點0；然后反向延長動力的作用線（用虛線）；再由支點向動力作用線做垂線．如圖所示：

故答案為：
（1）B；連通器；下游；
（2）8×10³kg/m³；
（3）見解答圖．

點評 本題考查了學生對連通器原理、重力公式、密度公式、杠桿平衡條件、力臂的畫法的掌握和運用，難點在（2），要求靈活運用所學公式推導出甲乙物體的密度大小關(guān)系．