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：