Question

13．如圖是矗立于高鐵站西廣場(chǎng)西側(cè)由兩棟300m的高樓組成的“雙子塔”，（是高鐵客運(yùn)站商務(wù)配套工程，該項(xiàng)目成為中國(guó)高速鐵路線上一顆璀璨的明珠，代表鄭州城市新形象，將有力帶動(dòng)周邊區(qū)域現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展．
（1）屆時(shí)體重600N的小明坐上速度快最快每分鐘6m的電梯由地面升到頂樓觀光，整個(gè)過程中電梯對(duì)小明做功的功率有多大？
（2）小明在驚嘆之余，還想知道每座建筑對(duì)地面的壓強(qiáng)有多大？請(qǐng)你告訴小明：建筑物近似看成柱體，建筑材料近似均勻，他只需查閱相關(guān)資料，再知道哪個(gè)物理量即可估算出該建筑物對(duì)地面的壓強(qiáng)？寫出有關(guān)的表達(dá)式．
（3）請(qǐng)你結(jié)合目前的形式，對(duì)建這么高的建筑物的優(yōu)缺點(diǎn)做出評(píng)價(jià)？只寫處一點(diǎn)即可．

Answer 1

分析 （1）電梯對(duì)小明的力大小F=G，由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv計(jì)算電梯對(duì)小明做功的功率；
（2）均勻物體對(duì)水平地面壓力等于物體重力，由重力、密度和壓強(qiáng)公式推導(dǎo)建筑物對(duì)地面壓強(qiáng)的表達(dá)式，從而知需要知道的物理；
（3）可以從節(jié)約土地資源角度分析說明．

解答 解：
（1）由題知，電梯對(duì)小明的力大小F=G=600N，
電梯上升速度：v=6m/min=0.1m/s，
電梯對(duì)小明做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=600N×0.1m/s=60W；
（2）建筑物看成均勻柱體，放在水平地面上時(shí)對(duì)地面壓力F=G，
對(duì)地面的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{ρVg}{S}$=$\frac{ρShg}{S}$=ρhg，
由此可知，估算建筑物對(duì)地面的壓強(qiáng)需要知道建筑物材料的密度和建筑物的高度；
（3）建筑物高的優(yōu)點(diǎn)：有效利用了空間并且節(jié)約了土地資源；樓層高，空氣好．
答：（1）整個(gè)過程中電梯對(duì)小明做功的功率60W；
（2）要知道每座建筑對(duì)地面的壓強(qiáng)，還要知道建筑物材料的密度和建筑物的高度即可估算出該建筑物對(duì)地面的壓強(qiáng)；表達(dá)式p=ρhg；
（3）有效利用了空間并且節(jié)約了土地資源．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了密度、功、功率公式以及壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，知道粗細(xì)均勻的物體放在水平面上時(shí)對(duì)水平面的壓強(qiáng)可以用p=ρhg來計(jì)算．