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某地准备兴建一栋总高为100m的高层建筑．问：（1）若从地面向屋顶提供自来水，加压设备至少给水施加多大的压强？（2）计算表明：完成此建筑需要浇筑钢筋混凝土2.2×104m3，还需用其他-物理
[db:作者]  2020-04-22 00:00:00  零零社区

题文

某地准备兴建一栋总高为100m的高层建筑．问：
（1）若从地面向屋顶提供自来水，加压设备至少给水施加多大的压强？
（2）计算表明：完成此建筑需要浇筑钢筋混凝土2.2×104m3，还需用其他建筑材料约4.0×104m3，（已知：混凝土的密度为2.5×103kg/m3，其他建筑材料的平均密度为1.5×103kg/m3）则此建筑的自重约为多大？（g取10N/kg）
（3）该建筑的部分墙体是用空心砖砌成的，试从物理学的角度说明使用空心砖有哪些优点？
题型：问答题  难度：中档

答案

（1）由题意知加压设备至少给水施加的压强P至少等于100m高水柱产生的压强．
p至少=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×100m=1×106Pa．
（2）∵ρ=
m
V
，
∴钢筋混凝土的质量：
m1=ρV=2.5×103kg/m3×2.2×104m3=5.5×107kg，
其他建筑材料的质量：
m2=ρ2V2=1.5×103kg/m3×4.0×104m3=6×107kg，
建筑物的总质量：
m=m1+m2=5.5×107kg+6×107kg=1.15×108kg，
自重：
G=mg=1.15×108kg×10N/kg=1.15×109N．
（3）空心砖与实心砖相比使用好处：
①在砖的体积相同的情况下，空心砖比实心砖使用的材料少，质量小；
②当砖的表面与地面接触时，用空心砖比用实心砖对地面的压强小．
答：（1）若要从地面向房顶提供自来水，加压设备至少需要给水施加1×106Pa的压强．
（2）此建筑的自重约为1.15×109N；
（3）使用空心砖有哪些主要优点：一是使用的材料少，质量小；二是用空心砖比用实心砖对地面的压强小．

据专家权威分析，试题“某地准备兴建一栋总高为100m的高层建筑．问：（1）若从地面向屋顶提供..”主要考查你对  液体压强计算公式的应用，密度公式的应用  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

液体压强计算公式的应用密度公式的应用

考点名称：液体压强计算公式的应用

  • 利用液体压强的计算公式计算：ρ、h。

  • 液体压强中隐含“密度不同”的有关计算：
         由液体的压强公式可知，液体的压强大小取决于液体的密度和深度，深度的不同比较直观，一眼可以看到，而密度不同需引起注意，有时直接给出物质不同，密度不同，有时则隐含着密度不同，需要自己发现。
    例如图所示，两支相同的试管，内盛等质量的液体，甲管竖直放置，乙管倾斜放置，液体对管底压强的大小关系是（）

    A．p甲<p乙
    B．p甲>p乙
    C．p甲=p乙
    D．上述三种情况都有可能
    解析:比较压强就从甲、乙两支试管中液体的密度和深度分析。依据题意已知h相等，因此本题只要比较出甲、乙管中液体的密度ρ，即可判断出正确答案。由质量关系已知，要比较密度很容易想到密度公式，从而转向寻找甲、乙两支试管中液体的体积关系，这样问题就得到了解决。由题意可知，两试管液面相平，高度相等，虽然两试管中所装的液体质量相等，但乙管倾斜放置，，所以，据可知。
    答案:B

    液体对容器底的压力与液体的重力
    1．由于液体具有流动性，静止在水平放置的容器中的液体，对容器底的压力不一定等于液体的重力。只有当容器是柱形时，容器底的压力才等于液体的重力：底小口大的容器底受到的压力小于液体的重力；底大口小的容器底受到的压力大于液体的重力。液体对容器底的压力F=pS=ρghS，而Sh的含义是以容器底为底、以液体深度为高的柱体的体积。即V柱=Sh，所以F=pS=ρghS=，G柱的含义为以V柱为体积的那部分液体的重力，如图中阴影部分。即若容器为柱体，则F=G液；若容器为非柱体，则。


    2．在盛有液体的容器中，液体对容器底的压力、压强遵循液体的压力、压强规律；而容器对水平桌面的压力、压强遵循固体的压力、压强规律。
    例：在水平桌面上放置一空玻璃杯，它的底面积为0．01m2，它对桌面的压强为200Pa。
    (1)求玻璃杯的重力。
    (2)在玻璃杯中装入1kg水后，水对杯底产，￡的压强为900Pa，求水的深度；并通过计算推测出玻璃杯的大致形状是图中甲、乙、丙的哪一种?(水的密度p= 1．0×103k/m3，取g=10N／kg，杯壁的厚度可忽略)

    解析：
    （1）由得：玻璃杯的重力：
    （2）由得水的深度：
    假设杯壁是竖直的，装入1KG水后杯中水的深度应为：，因为h'>h，所以水杯底小，口大，大致形状是甲图。

    液体对容器底的压强、压力与容器对支持面的压强、压力的计算方法：
      液体对容器底的压强和压力与容器对支持面的压强和压力不是一同事。
    1．液体内部压强是由液体的重力产生的，但液体对容器底的压力并不一定等于液体的重力，而等于底面积所受的压强乘以受力面积，因此，处理液体内部问题时，先求压强再算压力。
    2．容器对支持面的压力和压强，可视为固体问题 处理，先分析压力大小，再根据计算压强大小。
    例：如图所示，一开口的杯子，装上8cm高的水后，放在水平桌面上。已知杯子内部底面积为50cm2，外部底面积为60cm2；杯子装上水后的总质量为 0．6kg，则水对杯底的压力为___N，杯子对桌面的压强为_____Pa.

    解析：从杯子的形状可知，杯中水对杯底的压力并小等于水的重力，要求液体对容器底的压力时，一般是先求出压强，再根据F=pS求压力，即F=pS=10-3m2=4N，而杯子对桌面的压力为杯与水的总重，即，压强。
    答案：4N  1×103

考点名称：密度公式的应用

  • 密度公式的应用：
    （1）利用m=ρV求质量；利用V=m/ρ求体积

    （2）对于密度公式，还要从以下四个方面理解
    ①同种物质，在一定状态下密度是定值，它不随质量大小或体积大小的改变而改变。当其质量（或体积）增大几倍时，其体积（或质量）也随着增大几倍，而比值是不变的。因此，不能认为物质的密度与质量成正比，与体积成反比；
    ②具有同种物质的物体，在同一状态下，体积大的质量也大，物体的体积跟它的质量成正比；
    ③具有不同物质的物体，在体积相同的情况下，密度大的质量也大，物体的质量跟它的密度成正比；

    ④具有不同物质的物体，在质量相同的条件下，密度大的体积反而小，物体的体积跟它的密度成反比。

  • 密度公式的应用：
    1. 有关密度的图像问题
    此问题一般是给出质量一体积图像，判断或比较物质密度。解答时可在横坐标(或纵坐标)任选一数值，然后在纵坐标(或横坐标)上找到对应的数值，进行分析比较。
     例1如图所示，是甲、乙两种物质的m一V图像，由图像可知(   )
    A．ρ甲>ρ乙
    B．ρ甲=ρ乙
    C．ρ甲<ρ乙
    D．无法确定甲、乙密度的大小

    解析:要从图像直接看出甲、乙两种物质的密度大小目前还做不到，我们要先借助图像，根据公式ρ =总结规律后方可。
    如图所示，在横轴上任取一点V0，由V0作横轴的垂线V0B，分别交甲、乙两图线于A、B两点，再分别从A、B两点作纵轴垂线，分别交纵轴于m甲、m乙两点。则甲、乙两种物质的密度分别为，ρ乙= ，因为m甲<m乙，所以ρ甲<ρ乙，故C正确。

    2. 密度公式ρ =及变形、m=ρV的应用：
    密度的公式是ρ =，可得出质量计算式m=ρV 和体积计算式。只要知道其中两个物理量，就可以代入相应的计算式进行计算。审题时注意什么量是不变的，什么量是变化的。
    例2某瓶氧气的密度是5kg/m3，给人供氧用去了氧气质量的一半，则瓶内剩余氧气的密度是_____；容积是10L的瓶子装满了煤油，已知煤油的密度是 0．8×103kg/m3，则瓶内煤油的质量是_____，将煤油倒去4kg后，瓶内剩余煤油的密度是______。
     解析：氧气用去一半，剩余部分仍然充满整个氧气瓶，即质量减半体积不变，所以氧气的密度变为 2．5kg/m3。煤油倒去一半后，体积质量同时减半，密度不变。
    答案：2．5kg/m3；8kg；0．8×10kg/m3。

    3. 比例法求解物质的密度
       利用数学的比例式来解决物理问题的方法称之为 “比例法”。能用比例法解答的物理问题具备的条件是：题目所描述的物理现象，由初始状态到终结状态的过程中至少有一个量保持不变，这个不变的量是由初始状态变成终结状态的桥梁，我们称之为“中介量”。
    例3甲、乙丽个物体的质量之比为3：2，体积之比为l：3，那么它们的密度之比为(   )
    A．1：2B．2：1C．2：9D．9：2
    解析：（1）写出所求物理量的表达式：，
    （2）写出该物理量比的表达式：

    （3）化简：代入已知比值的求解：


    密度、质量、体积计算中的“隐含条件” 问题：
      很多物理问题中的有些条件需要仔细审题才能确定，这类条件称为隐含条件。因此寻找隐含条件是解决这类问题的关键。以密度知识为例，密度计算题形式多样，变化灵活，但其中有一些题具有这样的特点：即质量、体积、密度中的某个量在其他量发生变化时保持不变，抓住这一特点，就掌握了求解这类题的规律。

    1．隐含体积不变
    例1一个瓶子最多能装0．5kg的水，它最多能装_____kg的水银，最多能装_____m3的酒精。 ρ水银=13．6×103kg／m3，ρ水=1．0×103kg／m3，ρ酒精= 0．8×103kg／m3)
    解析:最多能装即装满瓶子，由最多装水量可求得瓶子的容积为V=5×10-4m3，则装水银为m水银=13．6×103kg／m3×5×10-4m3=6．8kg。装酒精的体积为瓶子的容积。
    答案6．8；5×10-4

    2. 隐含密度不变
    例2一块石碑的体积为V样=30m3，为测石碑的质量，先取了一块刻制石碑时剔下来的小石块作为样品，其质量是m样=140g，将它放入V1=100cm3的水中后水面升高，总体积增大到V2=150cm3，求这块石碑的质量m碑。
    解析：此题中隐含的条件是石碑和样品是同种物质，密度相同，而不同的是它们的体积和质量。依题意可知，样品体积为：
    V样=V2-V1=150cm3一100cm3=50cm3 =5．0×10-5m3
    得=84t
    答案：84t

    3. 隐含质量不变
    例3质量为450g的水结成冰后，其体积变化了 ____m3。(ρ水=0．9×103kg／m3)
    解析：水结成冰后，密度减小，450g水的体积为，水结成冰后，质量不变，因此冰的体积为=500cm3=5．0×10-4m3，=5．0× 10-4m3一4．5×10-4m3=5×10-5m3。

    合金物体密度的相关计算：
         首先要抓住合金体的总质量与总体积分别等于各种物质的质量之和与体积之和这一特征，然后根据具体问题，灵活求解。
    例两种不同的金属，密度分别为ρ1、ρ2：
    (1)若墩质量相等的金属混合后制成合金，则合金的密度为____。
    (2)若取体积相等的金属混合后制成合金，则合金的密度为_____。
    解析：这道题的关键是抓住“两总”不变，即总质量和总体积不变。在(1)中，两种金属的质量相等，设为m1=m2=m，合金的质量m总=2m，则密度为ρ1的金属的体积V1=，密度为ρ2的金属的体积V2=，合金的体积，则合金的密度
    在（2）中两种金属的体积相等，设为，合金的体积，密度为ρ1的金属的质量m1=，密度为ρ2的金属的质量为，合金的质量m总，合金的密度为。
    答案：
    注意：上述规律也适用于两种液体的混合，只要混合液的总质量和总体积不变即可。
http://www.00-edu.com/html/202004/57293.html十二生肖
十二星座