17. 如图是
我国自主研发的长航程极地漫游机器人,是我国在南极冰盖首次实现自主行走的机器人。机器人的质量为500 kg,装有四条三角形履带,每条履带与水平地面的接触面积为0.1 m²。(g取10 N/kg)求:
(1)机器人受到的重力为多少?
(2)该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压强为多大?
(1)机器人受到的重力为多少?
(2)该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压强为多大?
答案
17.解:(1)机器人的质量为 500 kg,
机器人受到的重力为 $G=mg=500\ \mathrm{kg}× 10\ \mathrm{N/kg}=5\ 000(\mathrm{N})$。
(2)该机器人静止在水平冰面上对冰面的压力为 $F=G=5\ 000(\mathrm{N})$,
机器人对冰面的压强为
$p=\frac{F}{S}=\frac{5\ 000\ \mathrm{N}}{4× 0.1\ \mathrm{m}^2}=1.25× 10^4(\mathrm{Pa})$。
机器人受到的重力为 $G=mg=500\ \mathrm{kg}× 10\ \mathrm{N/kg}=5\ 000(\mathrm{N})$。
(2)该机器人静止在水平冰面上对冰面的压力为 $F=G=5\ 000(\mathrm{N})$,
机器人对冰面的压强为
$p=\frac{F}{S}=\frac{5\ 000\ \mathrm{N}}{4× 0.1\ \mathrm{m}^2}=1.25× 10^4(\mathrm{Pa})$。
解析
【分析】
本题考查重力和压强的基础计算,解题思路:①计算重力时,直接运用重力公式$G=mg$,代入已知的质量和$g$值即可;②计算压强时,水平面上物体对接触面的压力等于自身重力,再确定总受力面积(四条履带的接触面积之和),最后用压强公式$p=\frac{F}{S}$计算压强。
【解析】
(1) 根据重力计算公式$G=mg$,已知机器人质量$m=500\ \mathrm{kg}$,$g=10\ \mathrm{N/kg}$,代入数据得:
$G=mg=500\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=5000\ \mathrm{N}$。
(2) 机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压力等于自身重力,即$F=G=5000\ \mathrm{N}$;
总受力面积为四条履带的接触面积之和:$S=4 × 0.1\ \mathrm{m}^2=0.4\ \mathrm{m}^2$;
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,代入数据得:
$p=\frac{5000\ \mathrm{N}}{0.4\ \mathrm{m}^2}=1.25 × 10^4\ \mathrm{Pa}$。
【答案】
(1) 机器人受到的重力为5000 N;(2) 对冰面的压强为$1.25 × 10^4\ \mathrm{Pa}$。
【知识点】
重力计算、压强计算
【点评】
本题是力学基础计算题,直接考查重力和压强的核心公式应用,解题关键是明确水平面上压力等于重力,以及总受力面积的计算,属于对基础知识点的直接运用,难度较低。
【难度系数】
0.7
本题考查重力和压强的基础计算,解题思路:①计算重力时,直接运用重力公式$G=mg$,代入已知的质量和$g$值即可;②计算压强时,水平面上物体对接触面的压力等于自身重力,再确定总受力面积(四条履带的接触面积之和),最后用压强公式$p=\frac{F}{S}$计算压强。
【解析】
(1) 根据重力计算公式$G=mg$,已知机器人质量$m=500\ \mathrm{kg}$,$g=10\ \mathrm{N/kg}$,代入数据得:
$G=mg=500\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=5000\ \mathrm{N}$。
(2) 机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压力等于自身重力,即$F=G=5000\ \mathrm{N}$;
总受力面积为四条履带的接触面积之和:$S=4 × 0.1\ \mathrm{m}^2=0.4\ \mathrm{m}^2$;
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,代入数据得:
$p=\frac{5000\ \mathrm{N}}{0.4\ \mathrm{m}^2}=1.25 × 10^4\ \mathrm{Pa}$。
【答案】
(1) 机器人受到的重力为5000 N;(2) 对冰面的压强为$1.25 × 10^4\ \mathrm{Pa}$。
【知识点】
重力计算、压强计算
【点评】
本题是力学基础计算题,直接考查重力和压强的核心公式应用,解题关键是明确水平面上压力等于重力,以及总受力面积的计算,属于对基础知识点的直接运用,难度较低。
【难度系数】
0.7
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