Question

今年春季我市旱情嚴(yán)重，為了全力抗旱保苗，政府下?lián)軐?zhuān)項(xiàng)資金打井蓄水．某物理興趣小組對(duì)一水井進(jìn)行了考察．小組的同學(xué)用細(xì)線(xiàn)拴住一體積為2×10^-4 m³的石塊緩慢沉到水底，測(cè)出井中水的深度為3m；并觀察到安裝在井中抽水機(jī)銘牌上的部分參數(shù)如下表：（其中流量300m³/h表示每小時(shí)正常抽水300m³）．求：（g取10N/kg）

型號(hào)	8B12
流量	300m3/h
功率	10kW
質(zhì)量	111kg

（1）井底受到的水的壓強(qiáng)是多大？
（2）石塊浸沒(méi)到井水中后受得的浮力是多大？
（3）若該抽水機(jī)連續(xù)正常工作1h，把水抽高8m，抽水機(jī)至少對(duì)水做了多少功？
（4）此時(shí)抽水機(jī)的效率是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）知道井中水深，利用液體壓強(qiáng)公式求井底受到的水的壓強(qiáng)；
（2）知道石塊的體積，即浸沒(méi)水中排開(kāi)水的體積，利用阿基米德原理求石塊受到水的浮力；
（3）知道抽水機(jī)每小時(shí)正常抽水量，利用W=Gh=mgh=ρ_水Vgh求對(duì)水做的功；
（4）從銘牌知道抽水機(jī)的功率，可求抽水機(jī)抽水消耗的電能（總能量）；再利用效率公式求抽水機(jī)的效率．
解答：解：（1）井底受到的水的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1×10³ kg/m³×10 N/kg×3m=3×10⁴ Pa；
（2）石塊受到浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1×10³ kg/m³×10N/kg×2×10^-4 m³=2N；
（3）對(duì)水做的功
W=Gh=mgh=ρ_水Vgh=1×10³kg/m³×300m³×10N/kg×8m=2.4×10⁷J；
（4）W_總=Pt=10000W×3600s=3.6×10⁷J，
抽水機(jī)效率：
η===66.7%．
答：（1）井底受到的水的壓強(qiáng)是3×10⁴ Pa；
（2）石塊浸沒(méi)到井水中后受得的浮力是2N；
（3）若該抽水機(jī)連續(xù)正常工作1h，把水抽高8m，抽水機(jī)至少對(duì)水做了2.4×10⁷J的功；
（4）此時(shí)抽水機(jī)的效率是66.7%．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)密度公式、重力公式、液體壓強(qiáng)公式、阿基米德原理、功的公式、電功率的公式、效率公式的掌握和運(yùn)用，知識(shí)點(diǎn)多，要求靈活選用公式．