Question

如果全球持續變暖，在不久的將來，人類可能會面臨著大量物種的消失、能源危機及海平面上升等問題．科學家設計了一種“水上漂浮房”來應對這種變化．
“水上漂浮房”是由可回收的木材、金屬、塑料、布和其他材料做成的，總質量1000噸．這種漂浮房設有立體農業園，里面有肥沃的土壤，種有蔬菜，養有家禽等，所需的電能由太陽能電池板或風力發電機提供．
（1）從生態學角度分析，“水上漂浮房”上的立體農業園其實是一個________．
（2）如果太陽能電池板輸出的電壓為110伏，供給一盞“220V　40W”的白熾燈使用，不計燈絲電阻的變化，則白熾燈的實際功率是________瓦．
（3）按照總質量計算，靜止在水面上的“水上漂浮房”受到的浮力是多少牛？排開水的體積是多少米³？（g取10牛/千克，ρ_水取1.0×10³千克/米³）

Answer 1

解：（1）從生態學角度分析，“水上漂浮房”上的立體農業園其實是一個生態系統；
（2）燈泡的電阻：
R===1210Ω，
電壓為110伏時，燈泡的實際功率：
P_實===10W；
（3）水上漂浮房處于漂浮狀態，
所以受到的浮力：
F_浮=G=mg=1000×10³kg×10N/kg=10⁷N，
排開水的體積：
V_排===1000m³．
答：（1）生態系統；
（2）白熾燈的實際功率是10W；
（3）靜止在水面上的“水上漂浮房”受到的浮力為10⁷牛，排開水的體積是1000米³．
分析：（1）根據題中信息即可從生態學角度得出答案；
（2）由銘牌可知燈泡的額定電壓和額定功率，根據R=求出電阻，再根據P=求出白熾燈的實際功率．
（3）根據物體漂浮的條件和G=mg求出受到的浮力，根據阿基米德原理求出排開水的體積．
點評：本題考查了電功率公式和阿基米德原理、物體浮沉條件的靈活運用，題目情景較新穎，有助于提高學生學習的興趣，是一道好題．