Question

2010年5月20日，鄖西首家四星級(jí)酒店--天河國(guó)際大酒店正式開工建設(shè)．該酒店主體建筑為16層，設(shè)計(jì)高度為60m，工程總投資約1.5億，占地面積為113畝，是鄖西標(biāo)志性建筑．
（1）酒店房基與地面的接觸面積為1×10³m²，建造酒店所用建筑材料總重為8×10⁸N．該樓房對(duì)地基的壓強(qiáng)是多少帕？
（2）若每天把0.8×10⁴N的水從地面送到樓頂太陽(yáng)能集熱水箱中，所用時(shí)間為600s，則水泵送水的功率至少是多少瓦？
（3）樓頂水箱中有一體積為30dm³的浮子（用來(lái)控制送水電流的通斷），靜止時(shí)有三分之一的體積露出水面，則該浮子的質(zhì)量是多少千克？
（4）如果樓頂太陽(yáng)能的集熱管每小時(shí)接收太陽(yáng)能1.68×10⁷J，可使太陽(yáng)能集熱箱中的水溫每小時(shí)升高4℃，該太陽(yáng)能熱水器的效率是多少？[c_水=4.2×10³J/]．

Answer 1

【答案】分析：（1）樓房對(duì)地基的壓力等于材料自身的重力，利用壓強(qiáng)公式求出樓房對(duì)地基的壓強(qiáng)；
（2）知道水重和要提升的高度，利用功的公式計(jì)算對(duì)水做的功；又知道做功時(shí)間，利用功率公式求送水的功率；
（3）根據(jù)阿基米德原理求出浮子受到的浮力，根據(jù)物體漂浮的條件求出浮子的重力，再根據(jù)G=mg求出質(zhì)量；
（4）已知水的重力，根據(jù)G=mg求出水的質(zhì)量，根據(jù)Q=cm△t求出每小時(shí)水吸收的熱量，再根據(jù)效率公式求出該太陽(yáng)能熱水器的效率．
解答：解：（1）樓對(duì)地基產(chǎn)生的壓力：
F=G=8×10⁸N，
樓對(duì)地基產(chǎn)生的壓強(qiáng)：
p===8×10⁵Pa；
（2）從地面送到樓頂至少對(duì)水做功：
W=G_水h=0.8×10⁴N×60m=4.8×10⁵J，
送水的功率：
P===800W；
（3）浮子受到的浮力：
F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×（1-）×30×10^-3m³=200N，
∵浮子漂浮，
∴G_浮子=F_浮=200N，
浮子的質(zhì)量：
m_浮===20kg；
（4）太陽(yáng)能集熱水箱中水的質(zhì)量：
m_水===800kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×800kg×4℃=1.344×10⁷J，
該太陽(yáng)能熱水器的效率：
η===80%．
答：（1）該樓房對(duì)地基的壓強(qiáng)是8×10⁵Pa；
（2）水泵送水的功率至少是800瓦；
（3）該浮子的質(zhì)量是20千克；
（4）該太陽(yáng)能熱水器的效率是80%．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了壓力、壓強(qiáng)、功、功率、浮力、吸熱、效率的計(jì)算以及阿基米德原理的應(yīng)用，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多、綜合強(qiáng)要求靈活運(yùn)用公式求解，屬于難題．