1. 在茫茫的雪原上步行的人常会陷入及膝深的雪中,而体重相近的滑雪者(如图所示)穿着雪橇却不会陷下去,这是为什么?
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答案
根据$p=\frac{F}{S}$,当压力F一定时,增大受力面积可以减小压强。
步行的人只是双脚着地,受力面积较小,因此对地面的压强较大,以致陷入雪中;而滑雪者穿着雪橇大大增加了与地面的接触面积,从而减小了压强,因此不会陷下去。
步行的人只是双脚着地,受力面积较小,因此对地面的压强较大,以致陷入雪中;而滑雪者穿着雪橇大大增加了与地面的接触面积,从而减小了压强,因此不会陷下去。
解析
【解析】
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,当压力$F$一定时,受力面积$S$越大,压强$p$越小。步行的人双脚着地,受力面积较小,对地面的压强较大,因此会陷入雪中;滑雪者穿着雪橇,大大增大了与地面的接触面积,减小了对地面的压强,所以不会陷下去。
【答案】
因为当压力一定时,增大受力面积可以减小压强。步行的人受力面积小,压强大,会陷入雪中;滑雪者穿雪橇增大了受力面积,减小了压强,故不会陷下去。
【知识点】
压强的影响因素、减小压强的方法
【点评】
本题结合生活中的常见现象,考查压强知识的实际应用,体现了物理知识与日常生活的紧密联系,有助于加深对压强概念的理解。
【难度系数】
0.8
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,当压力$F$一定时,受力面积$S$越大,压强$p$越小。步行的人双脚着地,受力面积较小,对地面的压强较大,因此会陷入雪中;滑雪者穿着雪橇,大大增大了与地面的接触面积,减小了对地面的压强,所以不会陷下去。
【答案】
因为当压力一定时,增大受力面积可以减小压强。步行的人受力面积小,压强大,会陷入雪中;滑雪者穿雪橇增大了受力面积,减小了压强,故不会陷下去。
【知识点】
压强的影响因素、减小压强的方法
【点评】
本题结合生活中的常见现象,考查压强知识的实际应用,体现了物理知识与日常生活的紧密联系,有助于加深对压强概念的理解。
【难度系数】
0.8
2. 在建设“节能房”的项目化学习中,小组同学设计的房子剖面如图所示。地基和房屋的总质量为 $ 2.6×10^5 $ kg,地基与水平地面接触的总面积为 $ 20 $ m^2。($ g $ 取 $ 10 $ N/kg)
(1)地基对水平地面的压力为多大?
(2)地基对水平地面的压强为多大?
(3)经勘察可知,地面能够承受的最大压强为 $ 1.2×10^5 $ Pa,节能房能否按设计要求建盖?如果不能,应该采取什么措施?
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(1)地基对水平地面的压力为多大?
(2)地基对水平地面的压强为多大?
(3)经勘察可知,地面能够承受的最大压强为 $ 1.2×10^5 $ Pa,节能房能否按设计要求建盖?如果不能,应该采取什么措施?
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答案
(1) 地基对地面的压力等于自身的重力:
$ F=G_{\mathrm{总}}=mg=2.6×10^5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.6×10^6\ \mathrm{N}$
(2) 地基对地面的压强:
$ p=\frac{F}{S}=\frac{2.6×10^6\ \mathrm{N}}{20\ \mathrm{m}^2}=1.3×10^5\ \mathrm{Pa}$
(3) 因为$1.3×10^5\ \mathrm{Pa}>1.2×10^5\ \mathrm{Pa}$,所以不能按设计要求建盖。
应适当增大地基总的底面积或适当减小地基和房屋的总质量。
$ F=G_{\mathrm{总}}=mg=2.6×10^5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.6×10^6\ \mathrm{N}$
(2) 地基对地面的压强:
$ p=\frac{F}{S}=\frac{2.6×10^6\ \mathrm{N}}{20\ \mathrm{m}^2}=1.3×10^5\ \mathrm{Pa}$
(3) 因为$1.3×10^5\ \mathrm{Pa}>1.2×10^5\ \mathrm{Pa}$,所以不能按设计要求建盖。
应适当增大地基总的底面积或适当减小地基和房屋的总质量。
解析
【解析】
(1) 地基对水平地面的压力等于地基和房屋的总重力,根据重力公式计算:
$F=G_{\mathrm{总}}=mg=2.6×10^5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.6×10^6\ \mathrm{N}$
(2) 根据压强公式$p=\frac{F}{S}$计算地基对地面的压强:
$p=\frac{F}{S}=\frac{2.6×10^6\ \mathrm{N}}{20\ \mathrm{m}^2}=1.3×10^5\ \mathrm{Pa}$
(3) 比较计算出的压强与地面能承受的最大压强:$1.3×10^5\ \mathrm{Pa}>1.2×10^5\ \mathrm{Pa}$,因此不能按设计要求建盖。可采取的措施为增大地基与地面的接触面积或减小地基和房屋的总质量。
【答案】
(1) $2.6×10^6\ \mathrm{N}$
(2) $1.3×10^5\ \mathrm{Pa}$
(3) 不能按设计要求建盖;措施:增大地基的底面积(或减小地基和房屋的总质量)
【知识点】
压力与重力的关系、压强的计算、压强的实际应用
【点评】
本题考查压强的计算与实际应用,结合压力与重力的关系、压强公式进行分析,同时需要根据压强的影响因素提出合理改进措施,体现物理知识在工程建设中的应用。
【难度系数】
0.7
(1) 地基对水平地面的压力等于地基和房屋的总重力,根据重力公式计算:
$F=G_{\mathrm{总}}=mg=2.6×10^5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.6×10^6\ \mathrm{N}$
(2) 根据压强公式$p=\frac{F}{S}$计算地基对地面的压强:
$p=\frac{F}{S}=\frac{2.6×10^6\ \mathrm{N}}{20\ \mathrm{m}^2}=1.3×10^5\ \mathrm{Pa}$
(3) 比较计算出的压强与地面能承受的最大压强:$1.3×10^5\ \mathrm{Pa}>1.2×10^5\ \mathrm{Pa}$,因此不能按设计要求建盖。可采取的措施为增大地基与地面的接触面积或减小地基和房屋的总质量。
【答案】
(1) $2.6×10^6\ \mathrm{N}$
(2) $1.3×10^5\ \mathrm{Pa}$
(3) 不能按设计要求建盖;措施:增大地基的底面积(或减小地基和房屋的总质量)
【知识点】
压力与重力的关系、压强的计算、压强的实际应用
【点评】
本题考查压强的计算与实际应用,结合压力与重力的关系、压强公式进行分析,同时需要根据压强的影响因素提出合理改进措施,体现物理知识在工程建设中的应用。
【难度系数】
0.7
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