题文

如果全球持续变暖，在不久的将来，人类可能会面临着大量物种的消失、能源危机及海平面上升等问题。科学家设计了一种“水上漂浮房”来应对这种变化。 “水上漂浮房”是由可回收的木材、金属、塑料、布和其他材料做成的，总质量1000吨。这种漂浮房设有立体农业园，里面有肥沃的土壤，种有蔬菜，养有家禽等，所需的电能由太阳能电池板或风力发电机提供。 (1)如果太阳能电池板输出的电压为110伏，供给一盏"220V 40W”的白炽灯使用，不计灯丝电阻的变化，则白炽灯的实际功率是    瓦。 (2)按照总质量计算，静止在水面上的“水上漂浮房”受到的浮力是多少牛?排开水的体积是多少米3?(g取10牛／千克，ρ水取1．0×103千克／米3)

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）10W （2）1000m3

试题分析：根据题中信息即可从生态学角度得出答案；由铭牌可知灯泡的额定电压和额定功率，根据R=求出电阻，再根据P=求出白炽灯的实际功率．根据物体漂浮的条件和G=mg求出受到的浮力，根据阿基米德原理求出排开水的体积． （1）灯泡的电阻：R==1210Ω， 电压为110伏时，灯泡的实际功率： P实==10W； （2）水上漂浮房处于漂浮状态， 所以受到的浮力： F浮=G=mg=1000×103kg×10N/kg=107N， 排开水的体积： V排=F浮浮/ρ水g=1×107N/(1.0×103Kg/m3×10N/Kg)==1000m3．

据专家权威分析，试题“如果全球持续变暖，在不久的将来，人类可能会面临着大量物种的消..”主要考查你对  浮力产生的原因  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

浮力产生的原因

考点名称：浮力产生的原因

• 浮力产生的原因:
       浮力是由于周围液体对物体上、下表面的作用存在压力差而产生的。如图所示，浸没在液体中的立方体，左右两侧面，前后两侧面所受水的压力大小相等，方向相反，彼此平衡。而上、下两表面处的液体中不同深度，所受到的液体的压强不同，因受力面积相等，所以压力不相等。下表面所受到的竖直向上的压力大于上表面所受到的竖直向下的压力，因而产生了浮力，所以浮力的方向总是竖直向上的，即F_浮=F_向上一F_向下。
  

• 对浮力产生原因的说明：
  (1)当物体上表面露出液面时，F_向下=0，则F_浮=F_向上。如：物体漂浮时，受到的浮力等于液体对它向上的压力。
  (2)浸在液体中的物体不一定都受到浮力。如：桥墩、拦河坝等因其下底面同河床紧密黏合，水对它向上的压力F_向上=0，故物体不受浮力作用。可见产生浮力的必要条件是：F_浮=F_向上—F_向下>0，即F_向上>F_向下。当F_向上=0或F_向上≤F_向下时，物体不受浮力作用。
  (3)同一物体浸没在液体的不同深度，所受的压力差不变，浮力不变。
  (4)浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力。因此，在分析物体的受力情况时，浮力和液体的压力不能同时考虑。

  对“压力差法”的理解：
     根据浮力产生的原因，物体浸在液体中受到的浮力等于物体受到的液体向上和向下的压力差，即F_浮= F_下一F_上（F_下表示物体下表面受到的液体向上的压力， F_上表示物体上表面受到的液体向下的压力)。此方法多用于求解形状规则的物体受到的浮力。
  例一个边长为10cm的正方体浸没在水中，下表面距水面30cm，物体下表面受到水的压强是____Pa，物体受到的浮力是___N。(g取10N／kg)
  
  解析:边长为10cm的正方体的一个面的面积为S =0.01m²，上表面距水面的距离：h=0.3m—0.lm=0.2m。上表面受到的压强为： 0．2Pa=2×10³Pa；物体上表面受到的压力：F_上=p_上S =2×10³Pa×0．01m²=20N；物体下表面受到的压强为：．物体下表面受到的压力：0．01m。=30N。
  物体受到的浮力：。
  
  答案:3×10³  10