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9. 物理研学学习时，同学们把旅行水壶和水杯放在水平沙滩上，发现两者陷入沙子的深度相同，如图所示.已知水壶的底面积大于水杯的底面积，水壶的总重力为$G_1$，水杯的总重力为$G_2$，根据以上信息可知，$G_1$
$＞$
$G_2$(选填“$＞$”“$＜$”或“$=$”)，判断的理由是水壶和水杯陷入沙子的深度相同说明压强相等,水壶的底面积大,根据公式$F = pS$可知水壶的压力大,水壶的总重力$G = F$,所以水壶的总重力大于水杯
.答案
＞
水壶和水杯陷入
沙子的深度相同说明压强相等，水壶的底面积大，根据公式F=pS可知水壶的压力大，水壶的总重力G=F，所以水壶的总重力大于水杯
水壶和水杯陷入
沙子的深度相同说明压强相等，水壶的底面积大，根据公式F=pS可知水壶的压力大，水壶的总重力G=F，所以水壶的总重力大于水杯
解析
【分析】
首先，先分析两者对沙子的压强关系：陷入沙子深度相同，说明它们对沙子的压强相等。再结合压强公式$p=\frac{F}{S}$，变形得到$F=pS$，已知水壶底面积大于水杯底面积，在压强相同的情况下，底面积越大，压力越大。又因为在水平沙滩上，物体对沙滩的压力等于自身总重力，由此可比较出两者重力的大小。
【解析】
1. 确定压强关系：水壶和水杯陷入沙子的深度相同，说明它们对沙子的压强$ p_1 = p_2 $；
2. 比较压力大小：根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $，变形可得$ F = pS $，已知水壶的底面积$ S_1 ＞ S_2 $，且$ p_1 = p_2 $，所以$ F_1 = p_1S_1 ＞ F_2 = p_2S_2 $；
3. 联系重力与压力：因为在水平沙滩上，物体对沙滩的压力等于自身的总重力，即$ G_1 = F_1 $，$ G_2 = F_2 $，所以$ G_1 ＞ G_2 $。
【答案】
＞；水壶和水杯陷入沙子的深度相同说明压强相等，水壶的底面积大，根据公式$ F=pS $可知水壶的压力大，水壶的总重力$ G=F $，所以水壶的总重力大于水杯
【知识点】
压强的计算；压力与重力的关系
【点评】
本题主要考查压强公式的应用以及水平面上压力与重力的关系，关键是理解“陷入沙子深度相同”意味着对沙子的压强相等这一隐含条件，将压强、压力、重力的关系结合起来分析即可得出结论。
【难度系数】
0.7
首先，先分析两者对沙子的压强关系：陷入沙子深度相同，说明它们对沙子的压强相等。再结合压强公式$p=\frac{F}{S}$，变形得到$F=pS$，已知水壶底面积大于水杯底面积，在压强相同的情况下，底面积越大，压力越大。又因为在水平沙滩上，物体对沙滩的压力等于自身总重力，由此可比较出两者重力的大小。
【解析】
1. 确定压强关系：水壶和水杯陷入沙子的深度相同，说明它们对沙子的压强$ p_1 = p_2 $；
2. 比较压力大小：根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $，变形可得$ F = pS $，已知水壶的底面积$ S_1 ＞ S_2 $，且$ p_1 = p_2 $，所以$ F_1 = p_1S_1 ＞ F_2 = p_2S_2 $；
3. 联系重力与压力：因为在水平沙滩上，物体对沙滩的压力等于自身的总重力，即$ G_1 = F_1 $，$ G_2 = F_2 $，所以$ G_1 ＞ G_2 $。
【答案】
＞；水壶和水杯陷入沙子的深度相同说明压强相等，水壶的底面积大，根据公式$ F=pS $可知水壶的压力大，水壶的总重力$ G=F $，所以水壶的总重力大于水杯
【知识点】
压强的计算；压力与重力的关系
【点评】
本题主要考查压强公式的应用以及水平面上压力与重力的关系，关键是理解“陷入沙子深度相同”意味着对沙子的压强相等这一隐含条件，将压强、压力、重力的关系结合起来分析即可得出结论。
【难度系数】
0.7
10. 如图甲所示，将一块长木板放在水平桌面上，现用水平力$F_1$向右边慢慢推动木板，使其一部分露出桌面，如图乙所示，推动木板过程中，木板对桌面的压力$F$、压强$p$和摩擦力$f$的变化情况是 (
A.$F$和$f$不变，$p$变大
B.$F$和$p$不变，$f$变大
C.$F$变小，$p$和$f$均变大
D.$F$不变，$f$和$p$均变大
A
)A.$F$和$f$不变，$p$变大
B.$F$和$p$不变，$f$变大
C.$F$变小，$p$和$f$均变大
D.$F$不变，$f$和$p$均变大
答案
A
解析
【分析】
要解决这道题，我们需要分别分析压力、压强、摩擦力的变化：
1. 压力：水平桌面上的物体，对桌面的压力等于自身重力，推动过程中木板重力不变，所以压力不变；
2. 压强：根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，压力$F$不变，推动木板时，木板与桌面的接触面积$S$减小，因此压强会变大；
3. 摩擦力：滑动摩擦力的大小由压力和接触面粗糙程度决定，这两个因素在推动过程中都没有改变，所以摩擦力不变。
结合以上分析，就能判断出各量的变化情况，进而选出正确选项。
【解析】
1. 分析压力$F$：
木板在水平桌面上，对桌面的压力等于木板自身的重力，推动过程中木板的重力大小不变，因此木板对桌面的压力$F$不变。
2. 分析压强$p$：
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，其中$F$不变，推动木板过程中，木板与桌面的接触面积$S$逐渐减小，因此压强$p=\frac{F}{S}$会变大。
3. 分析摩擦力$f$：
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，推动木板时，木板对桌面的压力不变，桌面和木板的接触面粗糙程度也没有改变，所以滑动摩擦力$f$不变。
综上，$F$和$f$不变，$p$变大，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
压力与重力关系、压强公式应用、滑动摩擦力影响因素
【点评】
本题考查压力、压强和滑动摩擦力的动态变化分析，解题的关键是准确把握影响这三个物理量的核心因素，避免被木板接触面积变化的表象干扰，需从物理本质出发分析各量的变化。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，我们需要分别分析压力、压强、摩擦力的变化：
1. 压力：水平桌面上的物体，对桌面的压力等于自身重力，推动过程中木板重力不变，所以压力不变；
2. 压强：根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，压力$F$不变，推动木板时，木板与桌面的接触面积$S$减小，因此压强会变大；
3. 摩擦力：滑动摩擦力的大小由压力和接触面粗糙程度决定，这两个因素在推动过程中都没有改变，所以摩擦力不变。
结合以上分析，就能判断出各量的变化情况，进而选出正确选项。
【解析】
1. 分析压力$F$：
木板在水平桌面上，对桌面的压力等于木板自身的重力，推动过程中木板的重力大小不变，因此木板对桌面的压力$F$不变。
2. 分析压强$p$：
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，其中$F$不变，推动木板过程中，木板与桌面的接触面积$S$逐渐减小，因此压强$p=\frac{F}{S}$会变大。
3. 分析摩擦力$f$：
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，推动木板时，木板对桌面的压力不变，桌面和木板的接触面粗糙程度也没有改变，所以滑动摩擦力$f$不变。
综上，$F$和$f$不变，$p$变大，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
压力与重力关系、压强公式应用、滑动摩擦力影响因素
【点评】
本题考查压力、压强和滑动摩擦力的动态变化分析，解题的关键是准确把握影响这三个物理量的核心因素，避免被木板接触面积变化的表象干扰，需从物理本质出发分析各量的变化。
【难度系数】
0.7
11. 如图所示是我国自主研发的四轮长航程极地漫游机器人，其车体采用越野车底盘悬挂技术进行设计，4个车轮均换成三角履带，以提高其在极地冰雪地面上的行走能力.机器人质量为$500 \mathrm{kg}$，履带与地面的总接触面积为$0.4 \mathrm{m}^2$.($g$取$10 \mathrm{N}/\mathrm{kg}$)
(1) 求机器人静止在水平雪地上对地面的压力.
(2) 求机器人静止在水平雪地上对地面的压强.
(3) 若南极某处冰面能承受的最大压强为$4.2 × 10^4 \mathrm{Pa}$，则机器人要安全通过该处，能装载装备的最大重力是多少?
(1) 求机器人静止在水平雪地上对地面的压力.
(2) 求机器人静止在水平雪地上对地面的压强.
(3) 若南极某处冰面能承受的最大压强为$4.2 × 10^4 \mathrm{Pa}$，则机器人要安全通过该处，能装载装备的最大重力是多少?
答案
解：
(1) 机器人的重力$G=mg=500\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=5000\ \mathrm{N}$
机器人对地面的压力$F=G=5000\ \mathrm{N}$
(2) 对地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{5000\ \mathrm{N}}{0.4\ \mathrm{m}^2}=1.25×10^4\ \mathrm{Pa}$
(3) 冰面能承受的最大压力$F_{\mathrm{最大}}=p_{\mathrm{最大}}S=4.2×10^4\ \mathrm{Pa}×0.4\ \mathrm{m}^2=16800\ \mathrm{N}$
能装载装备的最大重力$G_{\mathrm{装备}}=F_{\mathrm{最大}}-G=16800\ \mathrm{N}-5000\ \mathrm{N}=11800\ \mathrm{N}$
(1) 机器人的重力$G=mg=500\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=5000\ \mathrm{N}$
机器人对地面的压力$F=G=5000\ \mathrm{N}$
(2) 对地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{5000\ \mathrm{N}}{0.4\ \mathrm{m}^2}=1.25×10^4\ \mathrm{Pa}$
(3) 冰面能承受的最大压力$F_{\mathrm{最大}}=p_{\mathrm{最大}}S=4.2×10^4\ \mathrm{Pa}×0.4\ \mathrm{m}^2=16800\ \mathrm{N}$
能装载装备的最大重力$G_{\mathrm{装备}}=F_{\mathrm{最大}}-G=16800\ \mathrm{N}-5000\ \mathrm{N}=11800\ \mathrm{N}$
解析
【分析】
1. 对于第(1)问：机器人静止在水平雪地上，对地面的压力等于自身的重力，因此先根据重力公式$G=mg$计算出机器人的重力，即可得到对地面的压力。
2. 对于第(2)问：已知压力和履带与地面的总接触面积，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入对应数据就能计算出对地面的压强。
3. 对于第(3)问：已知冰面能承受的最大压强和接触面积，先利用压强公式的变形$F=pS$算出冰面能承受的最大压力，该最大压力等于机器人自身重力与装载装备的最大重力之和，因此用最大压力减去机器人自身重力，就能得到能装载装备的最大重力。
【解析】
(1) 计算机器人的重力：
$G=mg=500\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=5000\ \mathrm{N}$
由于机器人静止在水平雪地上，对地面的压力等于自身重力，因此对地面的压力：
$F=G=5000\ \mathrm{N}$
(2) 计算机器人对地面的压强：
$p=\frac{F}{S}=\frac{5000\ \mathrm{N}}{0.4\ \mathrm{m}^2}=1.25×10^4\ \mathrm{Pa}$
(3) 计算冰面能承受的最大压力：
$F_{\mathrm{最大}}=p_{\mathrm{最大}}S=4.2×10^4\ \mathrm{Pa}×0.4\ \mathrm{m}^2=16800\ \mathrm{N}$
计算能装载装备的最大重力：
$G_{\mathrm{装备}}=F_{\mathrm{最大}}-G=16800\ \mathrm{N}-5000\ \mathrm{N}=11800\ \mathrm{N}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{5000\ \mathrm{N}}$
(2) $\boldsymbol{1.25×10^4\ \mathrm{Pa}}$
(3) $\boldsymbol{11800\ \mathrm{N}}$
【知识点】
压力与重力的关系、压强的计算、压强公式变形应用
【点评】
本题是压强的基础计算题，结合极地漫游机器人的实际场景，考查了水平面上压力与重力的关系以及压强公式的直接应用与变形运用，需明确公式的适用条件，熟练掌握公式即可解决此类问题。
【难度系数】
0.8
1. 对于第(1)问：机器人静止在水平雪地上，对地面的压力等于自身的重力，因此先根据重力公式$G=mg$计算出机器人的重力，即可得到对地面的压力。
2. 对于第(2)问：已知压力和履带与地面的总接触面积，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入对应数据就能计算出对地面的压强。
3. 对于第(3)问：已知冰面能承受的最大压强和接触面积，先利用压强公式的变形$F=pS$算出冰面能承受的最大压力，该最大压力等于机器人自身重力与装载装备的最大重力之和，因此用最大压力减去机器人自身重力，就能得到能装载装备的最大重力。
【解析】
(1) 计算机器人的重力：
$G=mg=500\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=5000\ \mathrm{N}$
由于机器人静止在水平雪地上，对地面的压力等于自身重力，因此对地面的压力：
$F=G=5000\ \mathrm{N}$
(2) 计算机器人对地面的压强：
$p=\frac{F}{S}=\frac{5000\ \mathrm{N}}{0.4\ \mathrm{m}^2}=1.25×10^4\ \mathrm{Pa}$
(3) 计算冰面能承受的最大压力：
$F_{\mathrm{最大}}=p_{\mathrm{最大}}S=4.2×10^4\ \mathrm{Pa}×0.4\ \mathrm{m}^2=16800\ \mathrm{N}$
计算能装载装备的最大重力：
$G_{\mathrm{装备}}=F_{\mathrm{最大}}-G=16800\ \mathrm{N}-5000\ \mathrm{N}=11800\ \mathrm{N}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{5000\ \mathrm{N}}$
(2) $\boldsymbol{1.25×10^4\ \mathrm{Pa}}$
(3) $\boldsymbol{11800\ \mathrm{N}}$
【知识点】
压力与重力的关系、压强的计算、压强公式变形应用
【点评】
本题是压强的基础计算题，结合极地漫游机器人的实际场景，考查了水平面上压力与重力的关系以及压强公式的直接应用与变形运用，需明确公式的适用条件，熟练掌握公式即可解决此类问题。
【难度系数】
0.8
