1. 一头质量为$5.4×10^3$ kg的大象,每只脚掌的面积为$600\ \mathrm{cm}^2$,它的重力为N;它在如图所示的情况下,对地面的压强为Pa。($g$取$10\ \mathrm{N/kg}$) 
答案
$5.4×10^4$;$3×10^5$
解析
1. 计算大象的重力:根据重力公式$G=mg$,代入$m=5.4×10^3\ \mathrm{kg}$,$g=10\ \mathrm{N/kg}$,可得$G=5.4×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=5.4×10^4\ \mathrm{N}$。
2. 计算对地面的压强:由图可知大象有3只脚掌着地,每只脚掌面积$S_0=600\ \mathrm{cm}^2=0.06\ \mathrm{m}^2$,总受力面积$S=3×0.06\ \mathrm{m}^2=0.18\ \mathrm{m}^2$;大象对地面的压力等于自身重力$F=G=5.4×10^4\ \mathrm{N}$,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,可得$p=\frac{5.4×10^4\ \mathrm{N}}{0.18\ \mathrm{m}^2}=3×10^5\ \mathrm{Pa}$。
2. 计算对地面的压强:由图可知大象有3只脚掌着地,每只脚掌面积$S_0=600\ \mathrm{cm}^2=0.06\ \mathrm{m}^2$,总受力面积$S=3×0.06\ \mathrm{m}^2=0.18\ \mathrm{m}^2$;大象对地面的压力等于自身重力$F=G=5.4×10^4\ \mathrm{N}$,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,可得$p=\frac{5.4×10^4\ \mathrm{N}}{0.18\ \mathrm{m}^2}=3×10^5\ \mathrm{Pa}$。
2. 为估测自己双脚站立时对地面的压强,质量60 kg的小明穿上一双平底鞋站在一张方格纸上,描画出一只鞋的鞋底边缘的轮廓如图所示。已知小方格的边长为2 cm,鞋印显示鞋底与地面接触约为格,他对地面的压强大约是 Pa。
答案
35;$ 2.1×10^4 $
解析
1. 数一只鞋底的方格数:超过半格的算1格,不足半格的忽略,可得一只鞋底约35格;2. 计算每小方格的面积:小方格边长为2cm=0.02m,面积$ S_0=(0.02m)^2=4×10^{-4}m^2 $;3. 双脚站立时与地面的总接触面积:$ S=2×35×4×10^{-4}m^2=0.028m^2 $;4. 小明对地面的压力等于其重力:$ F=G=mg=60kg×10N/kg=600N $;5. 计算压强:$ p=\frac{F}{S}=\frac{600N}{0.028m^2}≈2.1×10^4Pa $。
3. 锥子的尖端越尖,越容易扎进物体里,这是因为在压力一定的情况下,减小了,增大了。修铁路时,钢轨总是铺在枕木上,这是为了对路基的压强。
答案
受力面积;压强;减小
解析
根据压强公式$ p=\frac{F}{S} $,在压力一定时,减小受力面积可以增大压强。锥子的尖端越尖,受力面积越小,压强越大,所以越容易扎进物体;修铁路时,钢轨铺在枕木上,是通过增大受力面积来减小对路基的压强。
4. 将一块铁锭按如图甲放置在水平地面上时,对地面产生的压力和压强分别是$F_1$和$p_1$;当按如图乙放置在水平地面上时,对地面产生的压力和压强分别是$F_2$和$p_2$,那么 ()

A.$F_1=F_2,p_1=p_2$
B.$F_1=F_2,p_1<p_2$
C.$F_1>F_2,p_1=p_2$
D.$F_1<F_2,p_1>p_2$
A.$F_1=F_2,p_1=p_2$
B.$F_1=F_2,p_1<p_2$
C.$F_1>F_2,p_1=p_2$
D.$F_1<F_2,p_1>p_2$
答案
B
解析
水平地面上的物体,对地面的压力等于自身重力,铁锭重力不变,故$F_1=F_2$;根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,压力$F$相同,甲的受力面积$S_1$大于乙的受力面积$S_2$,因此$p_1=\frac{F}{S_1}$,$p_2=\frac{F}{S_2}$,可得$p_1<p_2$。
5. 如图所示是在水平桌面上进行“探究影响压力作用效果的因素”实验的过程。

(1)为了探究压力作用的效果跟压力大小的关系,应该通过图中的两次实验进行比较;为了探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系,应该通过图中的两次实验进行比较。
(2)图A和图D中,小桌对支持面的压强相等吗?。你作出这样判断的理由是。
(1)为了探究压力作用的效果跟压力大小的关系,应该通过图中的两次实验进行比较;为了探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系,应该通过图中的两次实验进行比较。
(2)图A和图D中,小桌对支持面的压强相等吗?。你作出这样判断的理由是。
答案
(1)D、E;E、F (2)相等;压力和受力面积都相等,根据$p=\frac{F}{S}$可知压强相等
解析
(1)探究压力作用效果与压力大小的关系时,需控制受力面积相同,改变压力大小,图D和E中受力面积均为小桌桌腿与接触面的接触面积,压力大小不同,故选择D、E两次实验;探究压力作用效果与受力面积大小的关系时,需控制压力大小相同,改变受力面积,图E和F中压力均为小桌加砝码的总重力,受力面积分别为桌腿、桌面与接触面的接触面积,故选择E、F两次实验。(2)根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,图A中小桌对水平桌面的压力为小桌的重力,受力面积为桌腿的面积;图D中小桌对海绵的压力为小桌的重力,受力面积为桌腿的面积,两者的压力和受力面积均相等,因此压强相等。
6. 如图所示,某智能机器人的质量为 80 kg,其轮子与水平地面接触的总面积为$5×10^{-4}\ \mathrm{m}^2$。在水平地面上工作时,该机器人匀速直线移动的速度为1 m/s,所受阻力是机器人重力的 0.05倍。($g$取10 N/kg)求:
(1) 机器人对水平地面的压强;
(2) 机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力。

(1) 机器人对水平地面的压强;
(2) 机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力。
答案
(1)机器人对水平地面的压强为$ 1.6 × 10^6\ \mathrm{Pa} $;
(2)机器人匀速直线移动时的牵引力为$ 40\ \mathrm{N} $。
(2)机器人匀速直线移动时的牵引力为$ 40\ \mathrm{N} $。
解析
(1)机器人对水平地面的压力等于自身重力,先计算重力:$ G = mg = 80\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 800\ \mathrm{N} $;根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $,水平地面上压力$ F = G = 800\ \mathrm{N} $,代入接触面积$ S = 5 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 $,得压强$ p = \frac{800\ \mathrm{N}}{5 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2} = 1.6 × 10^6\ \mathrm{Pa} $。
(2)机器人匀速直线移动时,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等;阻力$ f = 0.05G = 0.05 × 800\ \mathrm{N} = 40\ \mathrm{N} $,因此牵引力$ F_{\mathrm{牵}} = f = 40\ \mathrm{N} $。
(2)机器人匀速直线移动时,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等;阻力$ f = 0.05G = 0.05 × 800\ \mathrm{N} = 40\ \mathrm{N} $,因此牵引力$ F_{\mathrm{牵}} = f = 40\ \mathrm{N} $。
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