Question

14．科技人員設(shè)計(jì)了一種可移動(dòng)式太陽(yáng)能水上漂浮房，它具有冬暖夏涼的優(yōu)點(diǎn)，不僅為人們到海濱旅游提供了方便，而且節(jié)約了能源、減少了對(duì)環(huán)境的污染．某可移動(dòng)式水上漂浮房的屋頂安裝了太陽(yáng)能電池板，接收太陽(yáng)能的功率為P₀千瓦，漂浮房在平靜的水面上沿直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變，從某一時(shí)刻開始，漂浮房受到水平方向的牽引力F隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系如圖甲所示，漂浮房的運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示．
請(qǐng)完成如下分析和計(jì)算：

（1）漂浮房冬暖夏涼，利用了水的比熱容比較大的特性．
（2）若有5位中學(xué)生（每位中學(xué)生按照50kg計(jì)算）從岸上進(jìn)入漂浮房參觀，則水對(duì)漂浮房的浮力增加多少．
（3）請(qǐng)分析說(shuō)明在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，漂浮房受到的阻力是多大？

Answer 1

分析 （1）因水的比熱容最大，所以在質(zhì)量或溫度變化量相同情況下吸收或放出的熱量多，溫度變化小，即達(dá)到冬暖夏涼．
（2）估計(jì)一個(gè)中學(xué)生質(zhì)量為50kg，利用G=mg，計(jì)算即可．
（3）漂浮房在平靜的水面上沿直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變，根據(jù)乙圖象可以看出在t₁-t₂時(shí)間段內(nèi)，做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)，受的阻力和牽引力是一對(duì)平衡力，大小相等，由甲圖象讀出此時(shí)的牽引力即可求出答案．

解答 解：（1）在相同情況下（質(zhì)量或溫度變化量）比熱容大的物質(zhì)吸收或放出的熱量多，溫度變化小，即達(dá)到冬暖夏涼，所以利用的是水的比熱容大的特性；
（2）估計(jì)一個(gè)中學(xué)生質(zhì)量為50kg，則增加重力G=mg=5×50kg×10N/kg=2500N，
由于處于漂浮，則F_浮=G_房，所以，△F_浮=G=2500N．
（3）根據(jù)乙圖象可以看出在t₁-t₂時(shí)間段內(nèi)，做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)，受的阻力和牽引力是一對(duì)平衡力，大小相等，結(jié)合甲圖象讀出t₁-t₂時(shí)間段內(nèi)的牽引力為F₂，所以此時(shí)漂浮房受到的阻力f=F₂，漂浮房在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變，所以在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，漂浮房受到的阻力是F₂．
答：（1）比熱容；
（2）水對(duì)漂浮房的浮力增加2500N；
（3）漂浮房受到的阻力是F₂．

點(diǎn)評(píng) 此題綜合性比較強(qiáng)，通過(guò)一個(gè)漂浮房的設(shè)計(jì)，涵蓋了有關(guān)浮力、電學(xué)、能的轉(zhuǎn)化、效率及運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)，并且還有一個(gè)F-t圖象，增加了題目的難度，要求學(xué)生對(duì)所涉及的知識(shí)點(diǎn)充分掌握和應(yīng)用，還要對(duì)日常生活有所經(jīng)驗(yàn)，比如對(duì)中學(xué)生體重的估計(jì)，一般作為最后一題出現(xiàn)．