Question

19．中國2010年上海世博會的核心建筑之一--中國館．它的四根核心筒支撐巨柱矗立在超大規(guī)模的地基上，鋼結構從柱高約30米處居中升起，層疊出挑，呈拱斗型，成為凝聚中國元素、象征中國精神的雕塑感造型主體-東方之冠．其超大的地基是通過增大受力面積，減小建筑主體對地面的壓強．質量為1.95×10³kg的鋼板，其體積為0.25米³．若施工安裝中起重機一次將它勻速吊起30米，起重機做的功為5.85×10⁵焦，鋼板的機械能增大（填增大、減小或不變）．（ρ_鋼=7.8×10³kg/m³，g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）壓強大小跟壓力大小和受力面積大小有關．減小壓強的方法：在壓力一定時，增大受力面積來減小壓強；在受力面積一定時，減小壓力來減小壓強．
（2）知道鋼板的質量和密度，利用密度公式求出體積．
（3）由G=mg計算鋼板的重力，勻速吊起過程中，拉力等于重力，根據(jù)W=Fs計算起重機做的功；
（4）機械能等于動能和勢能的總和，分析吊起過程中動能和勢能的變化可知機械能的變化．

解答 解：
（1）中國館有超大的地基，是在壓力一定時，通過增大受力面積來減小建筑主體對地面的壓強，保護地面．
（2）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，鋼板的體積為：
V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{1.95×1{0}^{3}kg}{7.8×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=0.25m³；
（3）鋼板的重力：
G=mg=1.95×10³kg×10N/kg=1.95×10⁴N；
因為鋼板被勻速吊起，所以拉力F=G=1.95×10⁴N，
將它勻速吊起30米，起重機做的功為：
W=Fs=1.95×10⁴N×30m=5.85×10⁵J．
（4）起重機一次將它勻速吊起的過程中，鋼板的質量不變，速度不變，則動能不變；高度增加，重力勢能增大；而機械能等于動能和勢能的總和，所以鋼板的機械能增大．
故答案為：壓強；0.25；5.85×10⁵ ；增大．

點評 本題考查了減小壓強的方法、密度公式的應用、重力和功的計算以及對機械能的理解，有一定的綜合性．