9.3跨学科实践：船闸 课件 (共32张PPT)2024-2025学年 教科版物理八年级下册

(课件网) 第3节 跨学科实践：船闸 第九章 压强 举世瞩目的我国三峡大坝如图1 所示，其上、下游水位差最高可达113 米，船只通航要依靠三 峡双线五级船闸。三峡船闸是世界上最 大的船闸，共由5 个闸室组成。它全长 6 .4 公里，其中船闸主体部分1 .6 公里， 引航道4 .8 公里，规模举世无双。 追溯起源 中国是建造船闸最早的国家。船闸的历史发展： (1)秦始皇三十三年(公元前214 年)所修建的灵渠上的陡门就是利用单门船闸以调整门前后的水位差，达到船舶克服水位差实现通航的目的。 (2)宋代雍熙年间在西河建造了设有输水设备的陡门，是现代船闸的雏形。 (3)1293 年， 郭守敬在通惠河上建立了24 座船闸， 使运粮船可逆流而上，这一创举对古代北京城的发展有重要的推动作用。 (4)上世纪80 至90年代，我国相继建成“万里长江第一坝”葛洲坝等一系列船闸，使我国船闸的水平迅速迈进国际先进行列。 (5)三峡大坝中的船闸，便是世界上总水头最高、技术最复杂的船闸工程。 任务一 了解船闸 1. 船闸 船闸是通过阀门控制输水系统向闸室充水、向外泄水，实现闸室水位的升降，帮助船舶克服水位差过坝的一种过船建筑物。也就是“制造”一段河流更易于船舶通过，形象比喻为“船舶走楼梯”。 2. 船闸结构 船闸由闸室、闸首、闸门、输水系统、阀门、引航道等部分组成。其中输水系统和阀门是实现船闸过船功能的核心，直接关系船闸能否安全、高效运行。(具体示意图如图2 所示) 3. 分类 船闸按照所处位置可分为海船闸、河船闸和运河船闸。船闸根据沿船闸轴线方向的闸室数目可分为单级船闸和多级船闸，以单级船闸使用最广。 任务二 船闸的力学原理 1. 工作原理 船闸是利用连通器的工作原理工作的。 2. 工作过程 结合船闸的基本结构图(如图3 所示)，分析船从下游驶向上游的过程。 (1)如图甲：阀门A 打开，B 关闭，闸室和下游水道构成了一个连通器，水从闸室流向下游。当闸室水面与下游相平时，下游闸门打开，船驶入闸室。 (2)如图乙：关闭阀门A 和下游闸门，打开阀门B，闸室和上游水道构成了一个连通器，水从上游流向闸室。 (3)如图丙：闸室中水面与上游相平时，打开上游闸门，船驶往上游。同时关闭上游闸门和阀门B。 深度思考 船是怎样从上游驶向下游的？ 深度理解 ①将阀门A 关闭, 阀门B 打开，闸室和上游水道构成了一个连通器，水从上游流向闸室。当闸室水面与上游相平时，打开上游闸门，船驶入闸室。 ②关闭上游闸门和阀门B，打开阀门A，闸室和下游水道构成了一个连通器，水从闸室流向下游。 ③当闸室中水面与下游相平时，打开下游闸门，船驶往下游。同时关闭下游闸门和阀门A。 3. 三峡船闸 (1) 工作原理 连通器的工作原理。 (2)工作过程 以从下游驶往上游为例，三峡船闸共有五级船闸，当船行驶到最低一级(第五级)船闸时，船闸的进口会关闭，这时开始充水。当水位涨到一定高度(与第四级船闸内水面高度齐平)时，船进入第四级船闸，又开始充水，以此类推，直到船通过第一级船闸，最后到达上游。 (3)“人”字闸门与液压技术 ①“人”字闸门： 三峡船闸的“人”字闸门有2 4 扇。如图4 所示，“人”字闸门的厚度在3 m 左右，重量在850 t 左右，它的面积近似2 个篮球场的大小。“人”字闸门 以三铰拱的作用承受水压力，常用作承受 单向水头、在静水条件下启闭的工作闸门。 当人们将它关闭的时候，上游方向的水就会往下流，因为它的门面向上游凸出，从而使得“人”字闸门越压越紧。凭借这一优势，使得“人”字闸门关闭后，它的缝隙宽度仅为0 .2 mm，这一区域的渗水量不到0.03m3 /s。 ②液压技术： 船闸运行过程中，闸门要在3 6 m 深的水中转动，需要克服约2.7×106 N 的阻力。这扇巨型闸门的开合 ... ...