Question

6．在建的武漢中心大廈高438m，其中87層至88層會建成封閉式的超大環(huán)廊，作為觀光景點對市民開放．
（1）大廈在夏天會給自己“沖涼”，夏季用電高峰時，蓄水池中的冷水將在大廈內(nèi)混凝土墻壁中的水管內(nèi)循環(huán)流動，通過熱傳遞方式為整個大樓降溫．水對調(diào)節(jié)溫度有很好的作用，是因為水比熱容較大．
（2）市民搭乘電梯從地面升至410m高的觀光環(huán)廊，僅需40秒．電梯轎廂上升時的工作原理如圖所示．
①電梯勻速上升時，請在圖中畫出轎廂內(nèi)的人所受力的示意圖．
②若轎廂滿載時總質(zhì)量為2.2t，對重質(zhì)量為1.8t，不計鋼繩和滑輪的重力及摩擦，試求轎廂滿載從地面升至觀光環(huán)廊時電動機的輸出功率．

Answer 1

分析 （1）改變物體內(nèi)能有兩種方式：做功和熱傳遞；
比熱容是物質(zhì)的一種性質(zhì)，它反映了這種物質(zhì)吸熱能力的強弱，比熱容大的物質(zhì)在質(zhì)量相同、升溫相同的情況下，其吸收的熱量會更多；
（2）①物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)時，受到的一定是平衡力的作用，然后根據(jù)二力平衡的條件對受力物體進行分析，并確定人的重心，最后表示出人所受的力；
②由圖可知，通過定滑輪拉轎廂，電梯上升高度與配重下降高度相同，根據(jù)W=Fs求出轎廂上升和配重重力對配重做的功；
然后求出電機對轎廂所做的功，利用P=$\frac{W}{t}$求出電動機的功率．

解答 解：
（1）蓄水池中的冷水在大廈內(nèi)混凝土墻壁中的水管內(nèi)循環(huán)流動時，水從墻壁中吸收熱量，是通過熱傳遞方式為整個大樓降溫；
用水做傳熱介質(zhì)，是利用了水的比熱容大的特點；相同情況下，水能吸收或放出更多的熱量，所以水對調(diào)節(jié)溫度有很好的作用；
（2）①人站在勻速上升的電梯上，此時人處于平衡狀態(tài)，受到的重力和支持力為一對平衡力；過重心作豎直向下的力（即重力）和豎直向上的力（即支持力）；如圖所示：

（2）轎廂上升時，克服轎廂總重力所做的功：
W_轎廂=m₁gh=2.2×10³kg×10N/kg×410m=9.02×10⁶J；
對重下降時，重力所做的功：
W_對重=mgh=1.8×10³kg×10N/kg×410m=7.38×10⁶J；
電動機做功：
W_電動機=W_轎廂-W_對重=9.02×10⁶J-7.38×10⁶J=1.64×10⁶J；
電動機的輸出功率：
P=$\frac{{W}_{電動機}}{t}$=$\frac{1.64×1{0}^{6}J}{40s}$=4.1×10⁴W．
故答案為：（1）熱傳遞；水的比熱較大；
（2）①見上圖；②電動機的輸出功率4.1×10⁴W．

點評 本題綜合了考查了改變內(nèi)能的方法、水比熱容的特點、功、功率的計算，本題關鍵是確定電動機所做的功．