Question

13．如圖是矗立于高鐵站西廣場西側(cè)由兩棟300m的高樓組成的“雙子塔”，（是高鐵客運站商務(wù)配套工程，該項目成為中國高速鐵路線上一顆璀璨的明珠，代表鄭州城市新形象，將有力帶動周邊區(qū)域現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展．
（1）屆時體重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，整個過程中電梯對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地面的壓強有多大？請你告訴小明：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，再知道哪個物理量即可估算出該建筑物對地面的壓強？寫出有關(guān)的表達式．
（3）請你結(jié)合目前的形式，對建這么高的建筑物的優(yōu)缺點做出評價？只寫處一點即可．

Answer 1

分析 （1）電梯對小明的力大小F=G，由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv計算電梯對小明做功的功率；
（2）均勻物體對水平地面壓力等于物體重力，由重力、密度和壓強公式推導建筑物對地面壓強的表達式，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，電梯對小明的力大小F=G=600N，
電梯上升速度：v=6m/min=0.1m/s，
電梯對小明做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=600N×0.1m/s=60W；
（2）建筑物看成均勻柱體，放在水平地面上時對地面壓力F=G，
對地面的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{ρVg}{S}$=$\frac{ρShg}{S}$=ρhg，
由此可知，估算建筑物對地面的壓強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：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）整個過程中電梯對小明做功的功率60W；
（2）要知道每座建筑對地面的壓強，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地面的壓強；表達式p=ρhg；
（3）有效利用了空間并且節(jié)約了土地資源．

點評 本題考查了密度、功、功率公式以及壓強公式的應(yīng)用，知道粗細均勻的物體放在水平面上時對水平面的壓強可以用p=ρhg來計算．